Чем выбрать углубление в дереве
Сверлим отверстия в дереве правильно, часть 1: для чего нужны трехточечные сверла и где в перьевых — перья?
Дерево, в наших краях, один и самых часто встречающихся и популярных материалов с которым имеет дело домашний мастер. Из него можно построить дачный домик, поставить забор, сделать мебель и многое другое. В этой статье хотел бы рассказать о различных типах сверл для выполнения отверстий в дереве и поделится собственным опытом по их выбору и применению, а также дать несколько советов, которые возможно будут полезны читателю.
Вообще, по своему сугубо личному мнению, практически любое дерево обладает крайне положительной энергетикой и работа с ним позволяет успокоить нервы и привести в равновесие душевное состояние не хуже медитации или таблеток. Возможно именно поэтому, большинство столяров и плотников, которые мне встречались, были людьми крайне уравновешенными и добродушными 🙂
Самая простая и наиболее частая операция выполняемая с деревом это сверление отверстий, давайте посмотрим когда и чем их лучше делать. Конечно, разные виды древесины отличаются друг от друга и мягкая сосна или липа, требуют гораздо меньшего усилия при обработке чем, например, бук или дуб. Однако, общие принципы применения тех или иных типов сверл одинаковые для всех видов.
Трехточечные сверла
Применение: сверление отверстий небольшого диаметра в дереве, фанере, ДСП и тд.
Сверла предназначенные для сверления именно дерева и содержащих его материалов (типа ДСП). По конструкции такие сверла имеют в передней части, по оси сверла, заостренный шип, для точного позиционирования на месте сверления. Кроме этого, режущие элементы имеют небольшой наклон в сторону поверхности сверления и вся конструкция напоминает трезубец. Спиральные канавки-шнеки, через которые происходит отвод высверленного дерева имеют большую глубину и дополнительно заточенную кромку для получения более гладкого отверстия.
Главной особенностью при сверлении такими сверлами, является приложение усилия строго перпендикулярно оси сверла, иначе оно, при перекосе, либо погнется (если плохое), либо сломается (если хорошее), особенно это актуально для малых диаметров сверл (до 5мм). При выполнении сквозного сверления желательно подкладывать под заготовку черновой брусок, чтобы с обратной стороны целевой заготовки не происходило вырывание волокон при выходе трезубца. Впрочем, этот совет актуален для любых типов сверл.
Сверла отлично подходят для засверловки отверстий перед вкручиванием саморезов, чтобы предотвратить растрескивание деревянной заготовки вдоль волокон. Продаются как поштучно, так и в наборах, обычно, от 3 до 10мм в диаметре.
Достоинства: лучший вариант для сверления отверстий в дереве диаметром до 10мм. Достаточно дешевы.
Недостатки: Малые диаметры достаточно легко сломать при перекосе в процессе сверления.
Универсальные спиральные сверла
Применение: сверление разных типов материалов, в том числе дерева.
Это самые распространенный тип сверл, используемый для сверления не только дерева, но и других материалов: пластика, металла, пенобетона и др. Их удобно применять когда отверстие сверлится сразу в нескольких, сложенных в «пирог», заготовках.
Такие сверла имеют две режущие кромки на коническом наконечнике и закручены спиралью. Глубина спиральных канавок меньше чем у сверл по дереву и их кромка не такая острая. Изготавливаются как с гладким цилиндрическим хвостовиком, так и с шестигранником, если покупаете набор второго типа, проверяйте чтобы на нем было упоминание или значок, что подходят для работы импактами.
В основном универсальные сверла изготавливаются из углеродистой или быстрорежущей стали HSS/Р6М5 — первый вариант более дешевый, хрупкий и выдерживает меньшие боковые нагрузки на излом, чем вторые, в которых присутствует небольшой процент молибдена и вольфрама.
Подобные сверла имеют строго определенный угол заточки для тех или иных видов материала, хотя, для сверления дерева этот параметр не очень важен, тут главное, чтобы кромка была просто хорошо заточена. Также отмечу, различие данного типа сверл по цвету:
Однако, по личному опыту отмечу, что оценивать качество ориентируясь по цвету не стоит, у меня были и черные и «золотые» сверла разных производителей и ломаются они ничуть не хуже обычных 🙂 Особенно преуспели в такой покраске китайские производители, покрытие которых стирается после первых двух просверленных отверстий. Главное материал изготовления самих сверл, брендовые ходят дольше, да и покрытие выдерживает десятки отверстий даже в твердых материалах (при соблюдении правил сверления).
При должной сноровке отверстия в дереве получаются ровными, однако, но скорость сверления отверстий ниже, чем у сверл из предыдущего пункта, а широкий конус режущей кромки увеличивает время точного позиционирования центра сверления. Сверлить нужно также как и сверлами для дерева, прилагая усилие строго перпендикулярно оси сверла, особенно если сверлим малым диаметром.
Диаметр универсальных сверл обычно не превышает 10мм (редко попадаются 12мм), часто продаются в наборах по несколько штук с диаметром от 3 до 10мм. Советую всегда иметь в наличии один такой набор с сверлами разного диаметра + несколько отдельных дублей диаметром 3-4 мм.
Достоинства: Универсальность. Вариант для сверления отверстий не только в дереве.
Недостатки: Малые диаметры. Достаточно хрупкие (особенно китайские :). При высоких оборотах сверления есть риск перегреть сверло (больше относится к плотным материалам).
Перовые (перьевые) сверла
Применение: сверление в дереве больших и глубоких отверстий диаметром от 10 до 60мм.
Хвостовик — шестигранный, может быть с проточкой или без — предназначенный для кулачковый патронов. Форма зажимной части (хвостовика) обусловлена бОльшей нагрузкой, которая воздействует на данный тип сверл при сверлении, особенно глубоких отверстий больших диаметров и гладкий хвостовик просто будет проскальзывать в патроне, как его не затягивай. Соответственно, для работы такими сверлами требуется более мощный инструмент. Толщина плоской части пера, обычно, пропорциональна диаметру отверстия, которое им можно проделать и чем он больше, тем толще и режущая часть.
Качество получаемых отверстий не очень высокое, причем оно получается тем грубее, чем глубже отверстие, т.к. достаточно сложно выдержать строго вертикальное усилие по оси сверла и даже при небольшом перекосе стенки отверстия повреждаются не заточенной плоской частью «пера». Подобный сверла изготовлены из более мягкого металла, а дешевые варианты, при сверлении глубоких отверстий, подвержены скручиванию и изгибу, бывает что даже новые «перья» изначально имеют плохую центровку, что вызывает биение и плохое качество получаемого отверстия. Начинать сверление нужно на низких оборотах, далее продолжать сверление не превышая показатель 450 об/мин (причем, чем больше диаметр, тем медленнее сверлим), периодически вытаскивая вращающееся сверло, чтобы обеспечить выход опилок.
Продаются как отдельно, так и в наборах. Для бытовых работ ходовые размеры диаметров получаемых отверстий от 10 до 25мм.
Достоинства: Дешевизна. Можно получать достаточно большие отверстия. Простота конструкции позволяет делать заточку режущих кромок самостоятельно.
Недостатки: Невысокое качество получаемого отверстия. Склонность к скручиванию и изгибу. Для сверления глубоких отверстий требуется мощный инструмент. Достаточно высокий центральный шип ограничивает возможность делать глухие отверстия в досках и брусках.
Сверла Форстнера
Применение: сверление качественных отверстий большого диаметра, в том числе глухих.
Сверло изобретено в 1874 году Бенджамином Форстнером и с тех пор притерпело большое количество модификаций. Является лучшим вариантом, чтобы получить красивое ровное отверстие в дереве, ДСП, МДФ и других подобных материалах: сквозное или глухое с нужной глубиной. Подобные сверла используются для выполнения посадочных отверстий для петель мебели и другой фурнитуры, когда важен именно аккуратный результат. Конструкция сверла достаточно сложная, что дает разным производителям реализовать свой полет фантазии в конструкции данной расходки. По сути сверло Форстнера — это небольшая фреза с несколькими режущими элементами: центральное острие служит для точного позиционирования центра будущего отверстия, шип может быть в виде конуса, призмы или даже конусного винта. Острая перемычка с лезвиями, проходящая перпендикулярно оси сверла, в процессе вращения обеспечивает послойное срезание дерева и отвод опилок и стружки, а режущая кромка по кругу позволяет получить очень ровный размер круга отверстия с гладкими стенками.
Кромка может быть выполнена в виде только двух твердосплавных резцов или же в виде венца-коронки с несколькими зубьями (обычно для сверл с большим диаметром). Базовые диаметры подобных сверл продающихся как отдельно, так и комплектами от 10 до 35мм. Однако, существуют варианты для выполнения больших отверстий, например, на 68, 80 или даже 117мм.
Производятся подобные сверла из качественной быстрорежущей стали. Могут быть сборными (более дешевые варианты), состоящими из нескольких частей или выточенными из единого куска стали (дорогие). Хвостовик обычно представляет из себя круглый гладкий цилиндр: для небольших диаметров — 8мм, для крупных — 10мм. При сверлении нужно начинать с малых оборотов, затем сверлить на средних (до 1600-1800об/мин) не перегревая, чтобы не повело металл. Инструмент должен быть мощным, чтобы обеспечить достаточный крутящий момент для выполнения больших отверстий. В продаже есть варианты в комплекте с ограничителем сверления, что крайне удобно для изготовления сверления отверстий со строго заданной глубиной под мебельные петли.
Достоинства: Высокое качество получаемых отверстий. Отличный вариант для сверления глухих и достаточно глубоких отверстий заданной глубины.
Недостатки: Из-за сложности конструкции и качественной стали, достаточно дороги, особенно для больших диаметров. Подвержены перегреву на высоких оборотах.
Коронки
Применение: Сверление отверстий большого диаметра в доске, фанере, пластике итд.
Оптимальны в использовании, если нужно просверлить большое отверстие, например, для подрозетника в не толстых материалах типа фанеры, доски, ДСП, ОСБ, гипсокартоне итд. Для дерева лучше покупать составные наборы в которые входит центральная часть (державка) и сменные коронки разных диаметров. В качестве центровочного сверла можно использовать, либо универсальное, либо, что еще лучше — сверло по дереву, желательно с боковой проточкой хвостовика, чтобы не проскальзывало при сверлении. Сверло фиксируется в державке при помощи винта под шестигранник, поэтому легко меняется в случае поломки. Коронок в наборах может быть много — 10-12 штук, от 19 до 127мм в диаметре. Каждая коронка имеет большое количество зубьев и работает как пила.
Кроме этого, есть варианты наборных коронок, когда режущая часть представляет из себя пильное полотно в виде неполного круга, фиксируемое в специальном диске с центральным сверлом.
Металл изготовления может быть HCS (высокоуглеродистая сталь) подходит только для мягких материалов типа дерева или пластика, HSS — быстрорежущая сталь, подходит еще и для листового металла.
Качество отверстия сделанного таким сверлом сильно зависит от умения пользователя, при должной сноровке и качественных коронках можно получить вполне гладкие кромки и стенки. Работать нужно на средних оборотах, т.к. конструкция не предполагает хорошего отвода образующихся опилок и на больших оборотах мелкий зуб коронок быстро забивается деревом, перестает резать и начинает нагреваться от трения, легко получить дымок от дерева и перегрев металла. Глубина ограничена глубиной самой коронки и не превышает 2-3см.
С большими диаметрами коронок нужно работать весьма аккуратно, лучше использовать мощный инструмент с автотормозом, хорошо удерживая и фиксируя его в обеих руках, т.к. при заклинивании такой коронки, можно получить вывих запястья или пальцев от проворота дрели или шуруповерта при резкой остановке коронки. А еще достаточно непросто вытащить из коронки получившийся кружок. Существуют варианты таких сверл с выталкивающими пружинами, вокруг центрального сверла, но это скорее маркетинг, работает такой механизм не очень хорошо.
Достоинства: Быстрое получение отверстий большого диаметра. Большой выбор размеров. Невысокая цена наборов.
Недостатки: Склонность к забиванию полотна коронок древесной пылью и опилками. Небольшая глубина.
Если интересны недорогие варианты сверл, можете посмотреть эту подборку.
В этой части я рассказал про базовые типы сверл для дерева. В следующей расскажу о других, более интересных вариантах. Продолжение следует.
Как вырезать углубление в дереве?
Подготовка древесины и разметка
Как только вы решите, что именно будете делать, разделите тщательно отобранные и обструганные пиломатериалы на группы. Пометьте каждую заготовку в соответствии с ее будущим местом в изделии, отметьте верх, низ, лицевые поверхности и лучшие кромки. С помощью карандаша и рулетки разметьте отрезки нужной длины, а угольником — линии распилов. Циркулем нанесите дуги и окружности. Делительным циркулем перенесите размеры с чертежа на древесину.
Если необходимо сделать доску более узкой или разметить соединение, установите рейсмус на нужное деление и процарапайте метку, двигая рейсмус вдоль кромки заготовки. Малкой размечайте линии, идущие под косыми углами. Если вам понадобятся парные детали, размечайте их одновременно и помните, что одна деталь должна быть зеркальным отражением второй. Для разметки соединений пользуйтесь ножом.
Принцип расчета
Например, имеется прямая фреза на 16 мм и копировальная втулка диаметром 30 мм. Требуется выполнить вертикальные отверстия под круглые верстачные упоры диаметром 21 мм. Подставив значения в формулу, находим размер вырезаемой в шаблоне окружности:
Нанесите на фанеру разметку и сделайте отверстие перовым сверлом соответствующего диаметра.
Отшлифуйте края и поверхности наждачной бумагой.
Используйте один кусок фанеры сразу для нескольких шаблонов. Только не забывайте подписывать отверстия, указывая калибр применяемой фрезы и диаметр вырезаемой окружности.
Видео
Прямоугольные пазы, вырезы, выемки и углубления (the log cabin notch) в дереве
Такие прямоугольные пазы в основном используется при строительстве укрытий и убежищ из веток и дерева. Иногда могут использоваться для сборки каких то рам или при изготовлении полевой мебели. Чтобы сделать в дереве такие пазы, сначала необходимо прорезать или вырубить боковые стенки. Они будут служить ограничителями при вырезании полки-основания. Затем снимите материал посередине и выровняйте полку-основание.
Классификация сверл для квадратных проемов
Название «квадратное сверло» происходит от того, какую форму отверстия насадка способна просверлить. Внешне такие сверла имеют вид треугольника (наконечник), но с их помощью удается получать проемы квадратной формы. Классифицируются рассматриваемые насадки по ряду следующих признаков:
Квадратные сверла отечественного производства выпускаются с соблюдением стандартов ГОСТ 886-77, ГОСТ 4010-77 и ГОСТ 10902-77. Однако большой популярностью пользуются сверла зарубежного производства, которые изготавливаются с соблюдением соответствующих стандартов. Маркировка указывается на хвостовой части фрезы, где представлена такая информация, как диаметр, материал изготовления и наименование компании.
Установка петель
Два самых распространенных типа петель — декоративные накладные петли из латуни (крепятся шурупами с потайными головками, ввинчиваемыми заподлицо с поверхностью) и стальные врезные петли (крепятся в гнездах стальными шурупами с потайными головками). В последнем случае обведите створку петли острием ножа, прорежьте контур стамеской, а затем выберите древесину стамеской на нужную глубину. Створка должна плотно сидеть в гнезде. Всегда вместе с петлями покупайте подходящие шурупы.
Соединяем брусья методом «обло» на углах
При угловом соединении сруба по методу чаши существует три возможных способа:
Из выше приведенных методов последний является наиболее применяемым и простым. Технологически проделывание паза схоже с «обло», но дополнительно по длине бруса выбирается укладочный паз. Во время монтажа бревен укладочный вырез заполняется утепляющим материалом, и эта процедура повторяется при монтаже каждого последующего сруба.
Важно! Для надежного и качественного крепления дополнительно к пазу бревна крепят на нагели. Они представляют собой круглые шпонки, которые забиваются в просверленные отверстия в соединяемых бревнах.
При укладке методом заоваленого гребня помимо основного и укладочного паза в чаше оставляется овальный выступ, а в ложащемся бревне такой же по форме пропил. Благодаря этому выступу и вырезу обеспечивается надежная фиксация сруба.
Курдючная укладка является самой сложной из трех перечисленных, ведь проделанный в бревне паз имеет необычную форму (чаще всего он прямоугольный) и располагается поперек бревна, а в следующем срубе вырез имеет продольную выборку этой же формы. Хотя делать выборку, таким образом, весьма проблематично, но такое соединение является очень крепким. При собственноручном строительстве и такой укладке придется обзавестись не только бензопилой, но фрезером и электрическим лобзиком.
Рассматривая другие способы укладки, следует заметить, что они все очень похожи между собой. Например «обло» и «охлоп» имеют различие в расположении среза, в последнем паз выпиливается снизу бревна.
Если рассматривать метод «охряп», то выборка паза в брусе производиться продольно и поперечно, то есть в чаше имеется двойная выборка, и при этом она производится в обоих бревнах.
Сверление отверстий
Для точного и аккуратного высверливания больших отверстий пользуйтесь сверлильным станком и сверлами Форстнера. Отметьте центр отверстия, закрепите соответствующее сверло и установите ограничитель глубины. Затем прижмите заготовку струбцинами к рабочему столу (это займет некоторое время, но полностью себя оправдает).
Вворачивание шурупов дрелью
Фальц при помощи рубанка с электроприводом: все за и против
Существуют различные мнения относительно целесообразности отбора проб четверти из электрической плоскости. Некоторые считают это пустой тратой времени, утверждая, что сделать складку лучше и быстрее с помощью кругового или фрезерного станка. Другие говорят, что лучшие показатели будут после самолета. Оба правы. Однако, чтобы сделать технологический отбор проб на машинах, вы должны иметь их в наличии. Поэтому сделать шаг электрической плоскостью, хотя и кропотливая задача, имеет право на жизнь.
Еще один момент. Если человек не занимается столярным делом, живет в квартире, то вряд ли ему придется выбирать квартал с электроинструментом. Для тех, кто живет в частном доме, такой вариант может пригодиться и не один раз.
Косоугольное распиливание с помощью рамной лучковой пилы
Криволинейный распил можно сделать электроножовкой, электролобзиком или ленточной пилой. Ножовка хороша для распилов большого радиуса и толстой древесины, когда линия распила идет вдали от кромок.
Ножовки снабжены поворотными основаниями, которые меняют угол распила, а в зависимости от типа и толщины материала следует использовать разные пильные полотна. Для криволинейных распилов небольшого радиуса и при толщине древесины менее 50 мм используйте лобзиковый станок или электролобзик.
Установите новую пилку и натяните ее так, чтобы она звенела, если щелкнуть по ней пальцем. Если надо вырезать проем, можно поступить двояко: либо начните распил с кромки, либо, если вам не нужно затрагивать кромку, сначала высверлите в удаляемой части отверстие, потом высвободите один конец пилки, пропустите ее сквозь проделанное отверстие и снова зажмите и затяните.
Такая пила позволяет легко делать распилы под любым углом. Установите режущее полотно на раме под необходимым углом (90, 45, 36, 22,5 или 15°) и зафиксируйте его. Поставьте ограничитель глубины на нужную отметку. Положите заготовку на стол пилы, прижмите к ограничителю, а затем плавными движениями вперед и назад сделайте распил.
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.
Бурильная пила
Ни ручная, ни электроножовка не помогут, если в заготовке надо выпилить небольшое — диаметром менее 10 см — отверстие. Лобзик также может оказаться бесполезным, если заготовка крупногабаритная. В этом случае самый подходящий инструмент — бурильная пила. Своим наконечником она вгрызается в дерево как бурав и таким образом проделывает «стартовое» отверсти для дальнейшего распила. Внешне пила похожа на круглый напильник с той разницей, что ее стержень огибает по спирали режущая кромка.
Бурильные пилы выпускаются со сменными насадками различного диаметра, рассчитанными на обработку древесины как мягких, так и твердых пород, а также разнообразных материалов из нее.
Рабочий орган бурильной пилы — это металлический стержень с режущим острием, как у буравчика, и режущей кромкой, которая огибает стержень по спирали.
Так выглядит самая узкая из ручных ножовок. Благодаря крепежному узлу полотна в ножовке можно менять в зависимости от характера обрабатываемого материала.
Насадка на дрель
Одним из наиболее популярных и удобных вариантов вырезания отверстия является специальная насадка на дрель. Выполнена она в виде гребня короны и имеет округлую форму. С данной насадкой вырезание отверстий происходит быстро, и они получаются достаточно ровными.
насадка для дрели для отверстий
Насадки бывают разных диаметров, что позволяет вырезать отверстие необходимого диаметра. Если вы уже подготовили отверстие, можем вам посоветовать попробовать себя в опционной торговле.
Cверло
Вырезать большое отверстие можно и при помощи сверла. Для этого, необходимо заранее разметить контур высверливаемого отверстия. Далее, небольшим сверлом высверлите по контуру, подготовленному заранее, сквозные отверстия. Далее, лобзиком или очень острым ножом, срезаем лунки, тем самым, соединяя отверстия. После чего можно сгладить окружность при помощи шкурки различной зернистости.
Стамеска
Вырезать необходимое отверстие можно так же при помощи стамески. Достаточно слой за слоем снимать древесины по контуру. Данный вариант наименее пригоден для оформления интерьера. Отверстие должно быть ровным, чего нельзя добиться применением подручных и неприспособленных для дела материалов. Оптимальным вариантом будет применение коронки на дрель. Отверстие получается ровным и с гладкими краями.
Таким образом, подводя итог, становится ясно, что выбирать инструмент для вырезания отверстия, нужно исходя из ваших целей. Если необходим качественный распил, то без специального инструмента не обойтись.