Как просверлить квадратное отверстие в дереве, металле, пластике и других материалах

Сверлить квадратные отверстия сложно, в отличие от круглых, с которыми обычно нет никаких проблем. Но все же это возможно, причем как в металлических изделиях, так и в дереве – понадобятся лишь особые приспособления. Главный инструмент здесь – сверло для квадратных отверстий по дереву или металлу.

Особенности квадратных сверл и принципы их работы

Инструмент для сверления квадратных отверстий, если обратиться к конструктивному строению, представляет собой скорее фрезу, а не сверло. Несмотря на это, наши соотечественники предпочитают называть указанные инструменты сверлом, да и сами изготовители используют такое обозначение.

Образование среза на обрабатываемой поверхности происходит только за счет боковой плоскости, если верить кинематике. В общей сложности инструмент имеет 4 таких поверхности, а это особенность фрезы, а не сверла. И все же квадратное отверстие с ровными краями, достаточно качественное, удастся высверлить только с присоединением вращательного движения. Кроме того, важно, чтобы были еще и качательные движения, а не только вращение фрезы вокруг собственной оси.

Качательные движения и вращение должны осуществляться во взаимно противоположные области.

Определить скорость вращения можно, ориентируясь на параметры электрической дрели и другого оборудования, которое планируется задействовать в работе. Но просверлить квадратную область быстро невозможно, да и производительность работы нельзя назвать большой.

Недостаточно и одного лишь треугольника Рело. Обязательно присутствие нескольких канавок, по которым должна отводиться стружка, неизбежно появляющаяся во время сверления. Этим объясняется наличие 3 полуэллипсов на рабочей области. Это обеспечивает уменьшение момента инерции, уменьшается и давление на шпиндель, одновременно насадка получает более высокую режущую способность.

Какие бывают сверла для квадратных отверстий

Наибольшее распространение получили сверла Уаттса. В основе их конструкции – треугольник Рело, а не квадрат. Как действует такое сверло:

• вращение треугольника осуществляется по дуге в форме эллипса;
• далее на объекте вычерчивают идеальный по форме квадрат.

Недостаток в незначительном закруглении в верхних областях четырехугольника.

Если указанных дуг будет 4, удастся получить полноценный квадрат. При этом обязательно равномерное перемещение треугольника Рело.

Треугольник представляет собой конструкцию с уникальными параметрами. Именно это дает возможность создавать отверстие четкой формы. Но надо учесть, что при работе обязательно выписывать эллипсоидные дуги, а не находиться в одной и той же области.

Принцип работы сверла Уаттса

В случае со сверлом Уаттса для квадратных отверстий по дереву или металлу используется принцип вращательного движения треугольника Рело. Причем это должно происходить по специфической траектории.

Сверло по своей форме способно вписаться в форму скругленного треугольника, хоть и не может повторить его очертания в точности.

Такая форма выреза у сверла неслучайна. Это необходимо, чтобы стружка без проблем удалялась из рабочей области. Кроме того, это способствует уменьшению момента инерции у имеющегося оборудования. Нагрузка на шпиндель тоже уменьшается, что важно для долгосрочной эксплуатации металлорежущего станка. Режущие показатели сверла увеличивается за счет заостренных кромок.

Переходный шпиндель непременно должен входить в перечень инструментов, помимо сверла Уаттса. Он отвечает за поочередное перемещение центра инструмента и обеспечивает оптимальную траекторию. У шпинделя имеется переходное крепление, объединяющее инструмент со шпинделем станка и приводной шестерни. Также оно соединяет его с качающимися втулками. Если требуется сочетание квадратного сверла с каким-нибудь бытовым инструментом, понадобятся накладные шаблоны, имеющие карданную передачу.

Принцип работы и конструкция треугольника Рело

По форме он напоминает плоскую геометрическую фигуру, образуемую при соединении окружностями вершин равностороннего треугольника. При этом каждая из этих окружностей должна как бы быть проведена из вершины треугольника. Если вы задействуете треугольник, то при совершении движения его верхние области перемещаются по траектории идеального квадрата.

Минус техники – образование незначительных скруглений в углах во время сверления квадратных отверстий в металле. Если важно, чтобы углы квадрата были прямыми, придется приложить немного больше стараний. Для доработки понадобятся напильники и рашпили.

Как выбрать фрезу под сверление квадратных отверстий

Не всегда достаточно прийти в магазин и попросить продавца подобрать вам сверло для сверления квадратных отверстий в соответствии с необходимыми размерами и формой проема. Есть детали, имеющие важное значение:

1. Фирма-производитель. Фреза изготовляется как зарубежными, так и российскими компаниями. Цена нередко зависит от производителя, но не всегда указывает на качество. Главный параметр – использование насадки. Если вы планируете задействовать ее часто, лучше выбирайте инструменты фирмы Rapid. В дешевом сегменте – китайские насадки, но надолго их не хватит.
2. Длина сверла. Смотрите на то, какая глубина отверстия вам требуется. На рынке представлены насадки длиной от 160 до 225 мм.
3. Размер проема. В зависимости от поставленной вами задачи параметры оправки могут быть соответствующими. Это и есть основной показатель, достойный внимания.
4. Разновидность хвостовика. Учтите, что в патроне дрели вы не сможете закрепить сверло с конусным хвостовиком. А потому обращайте внимание на указанный показатель.
5. Назначение изделия. Его выбирают в зависимости от того, с каким материалом предстоит работать, деревом или металлом.

Насадки из углеродистой стали оптимальны для дерева. Когда предстоит работать с металлом, лучше быстрорежущие из высоколегированной стали.

Отверстия квадратные под крепёж ГОСТ 16030 – 70:

Применение в процессе сверления дрели

Этот процесс несложный и предполагает минимум действий, но требует внимательности и аккуратности. Чтобы правильно сделать прямоугольное отверстие в металле:

1. Прежде чем приступить к нарезке, зафиксируйте в переходнике насадку. Установите ее в необходимое место.
2. Нажмите на дрель и включите ее.
3. Раскачивайте немного сверло, двигаясь по направлению волокон.

Если речь идет о керамике и прочих материалах, порядок действий такой же. Сверло переставляется по линии разметки. Не всегда удается получить оптимальный результат с первого раза, но зато удается выполнить все действия быстрее.

В случае с металлом обычной дрели может не хватить в плане мощности. Сверло может поломаться, не выдержав нагрузок.

Как самому изготовить держатель

Это важно, чтобы обеспечить надежную фиксацию оправки насадки с длинным хвостовиком в дрели. Если не уделить этому внимание, то насадка Уаттса может не справиться со своим предназначением. Любой мастер способен справиться, имея минимальный опыт в сварке. Для изготовления держателя самому понадобятся:

• металлическая труба, незначительно превышающая цилиндрическую область оправки по диаметру;
• два хомута из стали, которые закрепят самодельный держатель на патроне;
• по две шпильки и удлинённые гайки вместе с болтом для закрепления насадки.

Можно запастись еще болгаркой, тисками и сварочным аппаратом. Сборка держателя своими руками не представляет сложностей:

1. Трубу зажать тисками, отрезать от нее фрагмент длиной 3 см.
2. В заготовке проделать щель, нарезать резьбу под болт, который был заготовлен заранее. Гайки присоединить к верхней области сваркой. Они должны располагаться поперек, непременно в центральной части. Чтобы процесс крепежа был максимально комфортным, лучше его наклеить на хомуты. Шпильки загнуть с помощью тисков и закрутить на хомутах в гайке.
3. Готовую трубу присоединить к свободным концам шпилек, используя сварочный аппарат. Труба должна иметь отверстие. Хомуты зафиксировать на дрели, закрепить в патроне хвостовик. То же самое можно сделать с помощью болта, что позволяет зафиксировать оправку в трубе.

После этого остается лишь воспользоваться самодельной насадкой и посмотреть, насколько хороша она в действии.

Когда отсутствует специнструмент

Особое сверло не всегда требуется, чтобы просверлить квадратную щель в материале. А до того, как на рынке появились спецнасадки, мастерам был доступен проверенный, но не слишком сложный способ. Они применяли обычное сверло по металлу или древесине. Как реализуется этот способ:

1. Берут материал, наносят разметку квадрата. Затем намечают точки по углам, используя керн. Так будет удобнее сверлить круглые отверстия.
2. Делают сквозные щели по площади разметки. Для этого нужно сверло особого диаметра, чтобы было удобнее удалить внутреннюю область во время сверления.

После этого остается лишь провести обработку напильником, чтобы углы стали ровными.

Что такое бытовые сверла

Это особое сверло с накладной рамкой, оптимальное для применения в условиях домашнего хозяйства. Бытовыми их называют потому, что они созданы специально для сверления проемов с помощью перфоратора дрели, то есть обычного бытового инструментария.

Рамка – оправка, исключающая возможность хаотичного перемещения сверла. Ее размер указывает на глубину отверстия, которое можно получить. Чем больше внутренняя область оправки, тем больше по габаритам получается квадратная форма. Стальной хомут необходим для объединения рамки и корпуса перфоратора.

Чтобы изготовить бытовые сверла, берут сталь марки У8, т. к. она достаточно твердая и хорошо закаляется во время изготовления. Другим хорошим материалом принято считать сталь X12.

Особенности сверления квадратных отверстий в дереве

Понимание того, как можно сделать квадратное отверстие в дереве, актуально, в частности, в мебельном производстве, а именно в комплектующих для пазов. Используется специальное сверло по дереву для квадратных отверстий. Это целый комплект долбежных инструментов. В него входят долото и внутреннее сверло для древесины.

Сверло может иметь диаметр 6 или 18 мм, хвостовик – 19 мм. Рассматриваемые комплекты могут размещаться на станках.

Как сделать квадратное отверстие в металле

Научиться этой технике и запомнить, как сделать квадратное отверстие в металле, несложно. Сначала нужно сделать пропил – отрезать область шириной, соответствующей размеру стороны квадрата. Делать это лучше посредством отрезного диска, он ускоряет работу. Не забудьте о применении масла. Когда необходимо область отфрезеровать, диск меняют на фрезеровочный. Этот этап обязателен, иначе квадратное отверстие не получит необходимой геометрии.

Дальше нужно сделать перемычку, примерить ее, потом в проделанный отрез положить квадратный стержень. Наложить стальную перемычку, роль которой может играть кусок аналогичного стержня, закрепить в тисках, зажать. Закрепить также тисками заготовку, которая уже готова к сварке.

Далее следуют непосредственно сварка и первичная обработка. Как только сварка будет окончена, на нескольких точках можно прихватить перемычку и вытащить из тисков. После этого хорошо проварить, отжечь сварные швы.

Дальнейший этап можно провести вручную или же на токарном станке. Если выбран второй вариант, берут резец вк-8. Заготовка выставляется, но перед этим надо обработать ее напильником. Затем делают торцовку и переворачивают изделие. Снова зажимают заготовку и обрабатывают на чистовую.

Как сделать квадратное отверстие в пластике

Сделать разметку с помощью металлической линейки, маркером начертить прямоугольник нормального размера. Положить кусок фанеры под обрабатываемый материал и по очерченным линиям вырезаем. Можно делать такое отверстие вдоль линейки.

Если пластик толстый и прочный, обойтись ножом для этой манипуляции не получится, понадобится лобзик ручного типа. Но для начала нужно просверлить отверстие дрелью, можно сверлом по металлу.

В электроинструменте нужно выставить низкие обороты, иначе пластик начнет дымиться. Затем вставить в полученное отверстие лобзик и вырезаем прямоугольник по контуру.

Как сделать квадратное отверстие на токарном станке

Можно реализовать эту задачу как вручную, так и с помощью станка. Второй вариант оптимален, так работа получается аккуратной. Хорошей идеей будет предварительная подготовка делительной головки с 4 или 6 делениями.

По углам нужно проделать вспомогательные отверстия небольшого диаметра. Крупным сверлом для квадратных отверстий по металлу удалить стружку внутри разметки. Придать четкие контуры углам и граням, применяя долото и напильник. Если речь идет о древесине, понадобится спецкомплект, о котором было сказано выше.

Применение стандартного сверла и исправление мелких дефектов вручную до оптимальной формы неэффективно и требует трудозатрат. Куда лучше задействовать для этого сверло Уаттса для точности обработки и минимального отклонения от установленных показателей.