Сверление древесины и разновидности свёрл
Сверление – простая процедура обработки древесины, освоенная человеком восемь тысячелетий назад. До его изобретения, отверстия в древесине проделывали выбиванием, что было утомительно, и результат получался неопрятным. Изобретение сверла в древнегреческой мифологии приписываю Дедалу, а Гомер в VIII в. до н.э. описывает сверление досок при постройке корабля.
Первым сверлом служила либо заострённая палка из твёрдой древесины, либо палка с примотанным каменным наконечником, вращаемая руками. Революция в сверлении произошла с изобретением лучкового сверла – палка вращалась обвитой вокруг неё петлёй бечевки, натянутой на лучок – изогнутую ветку, на манер лука. Сверху сверло прижималось дощечкой, а для ускорения процесса под него подсыпали мокрый песок, повышая абразивность инструмента. В дальнейшем свёрла стали вытачивать из крупных костей, а с началом бронзового века – из металла.
Первая горизонтальная сверлильная установка была спроектирована Леонардо да Винчи, как устройство для сверления пушек. Вертикальный же станок был изобретён и запущен в производство англичанином Витвордом в середине XIX века.
Сейчас промышленность выпускает как разнообразные сверлильные установки для производственных нужд, так и бытовые приборы – электродрели, или же дрели на мускульной силе – ручные.
Технология сверления
Сверление древесины – сложная разновидность резания, как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскости, режущей кромкой сверла.
При ручном сверлении в центре будущего отверстия делают накол шилом или другим острым предметом, достаточный, чтобы сверло не соскочило при входе в материал.
Деталь обязательно закрепляют неподвижно, чтобы предотвратить её вращение вместе со сверлом. Начинать сверление следует на малых оборотах, постепенно прибавляя их и увеличивая нажим на сверло. Если отверстие должно получиться сквозное, во избежание порчи сверла и поверхности верстака, под деталь подкладывают дополнительную дощечку. Чтобы избежать появления сколов, при выходе сверла из детали, обороты также уменьшают, вместе с давлением на сверло.
В отличии от процесса сверления металлов, сверло и материал нельзя охлаждать жидкостью или маслом, охлаждение можно проводить, делая паузы. При необходимости просверлить деталь, толщиной больше чем длина сверла, можно произвести встречное сверление, по точной разметке. Особое внимание следует при этом уделять перпендикулярности дрели относительно поверхности, недопустимости шатания инструмента.
При заедании сверла, ему надо придать вращение в обратную сторону, и вытащить сверло, для устранения причины. Чаще всего она кроется в забивании выводящих желобков на сверле стружкой, особенно при большом погружении сверла в материал. Отверстия больших диаметров сверлят сначала тонким сверлом, затем, за второй проход, придают нужный диаметр.
Свёрла в процессе работы затупляются, что снижает качество отверстий и увеличивает время их проделывания. Свёрла спирального типа без наконечников можно заточить на обычном точильном камне.
Виды свёрл
Универсальные спиральные свёрла – наиболее распространённые. Они применяются не только для сверления дерева, но и пластика, металла, пенобетона. Такое сверло имеет конический заострённый наконечник, который подрезает материал режущими кромками. Получившаяся стружка выталкивается по спиральным канавкам на теле сверла наружу.
В зависимости от материала заготовки, свёрла имеют цветовую маркировку.
Серые свёрла (HSS) самые дешёвые, без дополнительной обработки, предназначены для мягких пород дерева, тонких деталей. Чёрное сверло (HSS_R) закалено паром, изготовлено путем роликовой прокатки. Может применяться для работ по нелегированной стали, цветным металлам. Серебристое сверло (HSS-G) обработано нитридом бора, золотистое (HSS-G TiN) имеет титановое напыление, коричневое, бронзовое (HSS-Co) – кобальтовое.
Все типы свёрл под металл подходят для работы по дереву, но имеют угол заточки 120о, что доставляет неудобства при сверлении поперек волокон – сверло диаметром более 6 мм уводит в стороны. Специальные свёрла по дереву имеют заточку под углом не больше 95о, и свободны от этого недостатка. При сверлении вдоль волокон угол заточки роли не играет.
Трёхточечные свёрла, с наконечником в форме трезубца, предназначены для получения более точных и аккуратных отверстий диаметром до 1 см. Сверление производится на высоких оборотах, т.к. при их снижении боковые шипы начинают рвать края древесины.
Перьевые сверла походи на трёхточечные, но не имеют спиральных канавок. С их помощью сверлят отверстия до 6 см в диаметре с глубиной до 1 метра. Отсутствие канавок требует периодической прочистки отверстия, путём вынимания сверла. Для большей аккуратности отверстий на боковых кромках формируют подрезающие зубья. Такие инструменты дороже, и имеют малый срок службы.
У шнековых свёрл (свёрла Левиса) тело состоит из заостренной на краях спирали, с глубокими выемками, похожей на шнек мясорубки. Требуют более мощного двигателя, так как при сверлении имеют большую площадь соприкосновения с деревом.
Корончатые свёрла имеют форму зазубренного внизу цилиндра, с обычным сверлом по центру такой коронки. С их помощью получают отверстия больших диаметров в относительно тонких деталях, обычно из фанеры, гипсокартона, шпона, полотна двери для врезки замка, отверстий под выключатели и розетки и пр. Сверлят на небольших оборотах, для предотвращения прожига детали и перегрева двигателя оснастки.
Сверла Форстнера имеют сложную форму: центрирующий шип, несколько горизонтальных режущих кромок и подрезающие зубья на верхнем контуре окружности сверла.
Благодаря такой конструкции, облегчается отвод стружки, при работе не нужно делать перерывы на её удаление. Применяются в мебельном производстве для проточки сквозных или глухих отверстий. Очень дороги, т.к. их производство – довольно сложный процесс, поэтому применяются только в случаях необходимости получения особо аккуратных отверстий.
