Сверление квадратных отверстий

Иногда во время ремонтных или слесарных операций требуется заготовке из металла сделать квадратное отверстие. Использование стандартных круглых сверл в сочетании с ручной доработкой до нужной формы — трудоемкий и малоэффективный способ. Поэтому сверление квадратных отверстий обычно выполняют с помощью специального инструмента — сверла Уаттса. Оно обеспечивает максимальную точность обработки и позволяет получать профиль с минимальными отклонениями от заданных параметров. 

История появления инструмента

В основе конструкции сверла Уаттса — треугольник Рело. Для получения такой фигуры необходимо начертить равносторонний треугольник и три окружности. Их центры располагаются в углах треугольника, а радиус равен его стороне. В результате получается треугольник со скругленными сторонами. Инженер из Германии Ф.Рело заметил, что при определенных способах вращения у новой фигуры траектория максимально приближена к квадрату. 

Треугольник Рело:

В 1916 году Уаттс оформил патент на специальное приспособление. Его техническая разработка обеспечила перемещение сверла таким образом, чтобы гарантированно получать отверстия квадратной формы. 

Сверло Уаттса:

Особенности конструкции и применения 

Для изготовления инструмента используют углеродистую и легированную сталь, твердость которой составляет от 52 до 60 HRC. Сверла различаются диаметром, и конструкцией хвостовика, и применяются для обработки заготовок разной толщины. 

Рабочая часть инструмента имеет профиль в виде треугольника Рело с тремя выемками. Такая форма обеспечивает удаление стружки и сокращает момент инерции. Кроме того, значительно уменьшается нагрузка на шпиндель и повышается режущая способность инструмента. 

При сверлении квадратного отверстия с помощью приспособления Уаттса получают квадрат с несколько скругленными углами. При этом он имеет параллельные стороны и идеальной геометрией. Площадь углов составляет не более 2% от всей поверхности фигуры.

Сверло Уаттса применяют вместе с другой оснасткой. При работе на станках используют специальный шпиндель-переходник. Он имеет сложную конструкцию и обеспечивает попеременное смещение центра инструмента и движение по нужной траектории. 

Для обработки заготовок в бытовых условиях применяют накладные рамки. Они закрепляют сверла и соединяются с патронами с помощью переходника. При наличии такой оснастки сверление можно выполнять на токарных и фрезерных протяжных станках. 

Другие варианты получения квадратных отверстий 

Помимо специальных сверл для изготовления квадратных отверстий используют и другие способы. К ним относятся:

• Лазерная резка. Позволяет получать отверстия с максимально точной геометрией и выполняется на станках с ЧПУ.
• Листовая штамповка. Она осуществляется с помощью пробивных или вырубных штампов, и применяется при серийном производстве. 
• Высверливание со сваркой. В детали сверлом делают круглое отверстие, диаметр которого совпадает с аналогичным параметром описанной вокруг квадрата окружности. Затем, используя сварочный аппарат и шаблон из графита марок МПГ или ЭЭГ, заваривают углы. 
• С помощью пробойника. Применяется для небольших отверстий, размер которых не превышает 70X70 мм.

В домашних условиях отверстие квадратного сечения можно получить из круглого, придав нужную форму с помощью долота и напильника. Сначала на заготовке намечают квадрат нужного размера. Затем в его углах делают вспомогательные отверстия сверлом малого диаметра, а крупным удаляют металл внутри разметки. В завершении граням и углам придают прямолинейность, используя напильник и долото. Если необходимо сделать квадратное отверстие в древесине, применяют специальный комплект, состоящий из внутреннего сверла диаметром от 6 до 18 мм и долота.