Для сверления в древесных материалах и древесине отверстий при помощи деревообрабатывающих инструментов предназначены свёрла. К их основным техническим характеристикам относятся: вид и геометрия, материал и термообработка, качество изготовления и точность.
Характеристики металла для сверла
Процесс сверления - это механическое и физическое воздействие сверла, поэтому сырьё, из которого оно изготавливается, должно иметь такие свойства, как:
Для работы по дереву
В домашней мастерской при работе с древесным материалом может понадобиться инструмент для вырезания круглых отверстий. К таким инструментам относится сверло, которое в обиходе мастера, работающие с деревом или материалом на его основе, называют балеринка. Точное название этого приспособления - круговое сверло.
Конструкция инструмента представляет собой кронштейн, по оси вращения которого закреплено сверло. Оно намечает центр отверстия и обеспечивает опору вращения всего приспособления. По краям кронштейна располагаются две каретки, в которых закреплены резцы. Штанга кронштейна размечена, поэтому каретку с резцами можно установить с высокой точностью. Перед началом работы боковые резцы разводятся на необходимое расстояние. Их прижимают к кронштейну винтами.
Существуют и другие модификации балеринки по дереву с одним, двумя или тремя резцами. Кронштейн может быть заменён диском, в специальных прорезях которого размещаются резцы для регулировки диаметра. Прямо или под углом в оси может быть просверлено отверстие, в которое вставляется резец, регулируемый контрящим винтом. Он обеспечивает размер диаметра получаемого круга.
Хвостик оси может быть круглым или специальной формы для фиксации в СДС-патроне. Чтобы снять прямую или закруглённую фаску, где это нужно, используют различной формы ножи.
Кроме дерева, материалом, с которым работает это приспособление , может быть гипсокартон, пластик, резина, кафель, металл.
Сверление гипсокартона
Для монтажа различного оборудования в гипсокартоне с диаметром до 100 мм предназначена балеринка для гипсокартона. Она представляет собой ножку с центрирующим наконечником, выше которой размещается крепление для штанги, вращающееся вокруг своей оси. Для того чтобы удержать инструмент, на конце центральной стойки расположена ручка с насечкой по боковой поверхности. На другом конце штанги размещается дисковый резец.
Приспособление работает следующим образом:
- по центру предполагаемого отверстия засверливается инструмент;
- на расстояние необходимого радиуса выставляется штанга;
- круговыми движениями вырезается заданное отверстие, края которого не требуют доводки.
Преимущество сверла-балеринки для гипсокартона, по сравнению с другими инструментами для таких же работ, в том, что:
- приспособление быстро вырезает отверстие;
- дисковый резец не требует заточки;
- несмотря на интенсивность работы, все приспособления не разбалтываются;
- крепление для штанги не даёт резцу перемещаться хаотично, изменяя геометрию резания.
Инструмент для кафеля
Во время строительных или ремонтных работ может возникнуть необходимость сделать отверстие круглой формы в кафеле. Это необходимо для монтажа розетки, выключателя, выведения через стенку сантехнических труб или других элементов.
Для работы с кафелем активно применяются однорезцовые, двухрезцовые и трёхрезцовые кольцевые свёрла.
Применение этих приспособлений способствует идеально ровному резу плитки без скола эмали. Расставив и зафиксировав резцы на нужном расстоянии, получится отверстие необходимого диаметра и размера. Применение кругового сверла значительно сэкономит время и уменьшит трудозатраты. Работа инструмента похожа на то, как танцует балерина.
Этапы процесса сверления:
Для изготовления приспособления используется углеродистая сталь. Она представляет собой сплав углерода с железом. Количество углерода определяет прочность инструмента, способность сопротивляться нагрузке. Для большей износостойкости, меньшей чувствительности к перегреву и деформации некоторые производители в сплав добавляют хром, кремний, вольфрам, ванадий, молибден. Например, маркировка Р6М5 указывает, что сталь, из которой может быть изготовлена фреза или сверло содержит 6% вольфрама, 5% молибдена, это увеличивает прочность.
Для прочности и увеличения срока использования наконечник сверла может иметь напайки из твёрдых сплавов. Такие приспособления дают глубину реза 30 мм, а без напаек - 25 мм.
Комфортными для работы инструмента будут обороты от 1000 об/мин до 1400 об/мин.
Балеринка, в зависимости от функциональной принадлежности, делает отверстия, радиус которых находится в диапазоне от 20 до 150 мм, при этом диаметр вырезаемого круга будет в 2 раза больше. Например, при помощи настольно-сверлильного станка или дрели балеринка для металла позволяет вырезать или сверлить отверстия в металле с радиусом от 22 до 105 мм. Толщина материала, который подвергается обработке, должна быть до 14 мм. Материалом может быть сталь, чугун, латунь , бронза , алюминий.
Изготовление своими руками
Когда нет под рукой приспособления, способного вырезать круг из древесного материала или другого, то можно попробовать сделать его самостоятельно. Для этого понадобится цанговый держатель и набор нужного размера перовых свёрл. Цанговый держатель - это зажимной механизм, который применяется для зажима вращающегося режущего инструмента. Его можно будет сделать из болта, диаметр которого зависит от патрона коловорота, станка или дрели. Головку болта нужно обрезать, а со стороны резьбы пропилить вдоль крестообразно.
Центровое сверло затачивается на конус, а режущее - на клин. При этом конец центрового сверла должен быть длиннее на 3−5 мм.
Сверло держат две гайки: одна - зажимная, другая - направляющая. Если режутся отверстия с постоянным радиусом, то сверло к держателю можно приварить.
Недостатки приспособления
Кроме преимуществ , при работе с круговыми свёрлами имеются свои недостатки. К ним можно отнести:
- срыв резьбы зажимного винта;
- вибрацию при применении однорезцового инструмента;
- износ резца;
- сложность работы с трёхрезцовым приспособлением;
- прерывистость в работе, чтобы избежать перегрева насадки;
- частую поломку резца или сверла, в том числе во время работы;
- поломка материала в процессе сверления.
Чтобы работать с круговым сверлом, нужен хороший инструмент, качественный материал, навыки в работе.
Техника безопасности
При работе с приспособлением нужно помнить о своей безопасности:
Большинство работ домашние мастера производят с древесиной и материалами на ее основе. Кроме массива дерева, все остальные материалы считаются листовыми. Для соединения элементов между собой и прокладывания коммуникаций требуется сверлить множество отверстий. Инструмент, позволяющий сверлить отверстия большого диаметра, называется круговым сверлом, а в народе его прозвали балеринкой.
С его помощью можно сверлить отверстия с радиусом 20−150 мм. Диаметр полученных отверстий при этом будет составлять 40−300 мм.
Сверло для древесины
Большое распространение балеринки получили при сверлении древесины, так как она легко обрабатывается. Кроме массива дерева, домашние мастера в своем творчестве используют деревосодержащие материалы:
- древесно-волокнистую плиту (ДВП);
- древесно-стружечную плиту (ДСП);
- ориентированно-стружечную плиту (ОСП);
- многослойную фанеру.
Домашние мастера для получения отверстий различного диаметра пользуются разными сверлами: по металлу, по дереву. Но с их помощью получаются отверстия с максимальным диаметром 32 мм. При этом в зависимости от плотности обрабатываемого материала форма может получиться некруглой или сместиться в сторону.
При сверлении сквозных отверстий на выходе образуются сколы. Для их предотвращения можно воспользоваться двумя способами.
- Первоначально сверлится отверстие малого диаметра. После чего с каждой стороны до половины толщины детали рассверливается отверстие требуемого диаметра.
- Под тыльную сторону детали, на месте выхода инструмента, устанавливается прокладка из древесины. Во время выхода инструмента плотное сжатие не позволит вырывать волокна материала.
Вторым способом пользуются, когда поверхность изделия покрыта шпоном или ламинированная. Облицовка достаточно хрупкая и при воздействии режущего инструмента начинает крошиться.
Сверло-балеринка по дереву изготавливается из углеродистых, инструментальных, легированных сталей, которые не подходят для обработки твердых материалов: металла, кафеля, керамогранита. Но легко режут гипсокартон и пластик.
Двухрезцовая балеринка выглядит как обыкновенный циркуль . Но конструкция гораздо сложнее. Кронштейн и цилиндрический хвостовик изготовлен единой деталью. В кронштейне выполнены два отверстия. В одно устанавливается центровочное сверло. Во второе устанавливается штанга. Закрепление обоих производится винтами.
Для установки необходимого диаметра резцы перемещаются по штанге. На ней нанесена шкала нониуса. Резцедержатели также фиксируются винтами. Резцы имеют форму ножа. Косая кромка резца должна быть направлена в сторону вращения, по часовой стрелке.
Если во время работы затупилось сверло, его можно легко заменить. Если же затупились резцы, то, обладая навыками работы на заточном станке, их можно заправить. Хвостовик конструкции закрепляется в патроне электрической дрели. Стоит помнить, что небольшой мощности электроинструмента может не хватить для работы балеринкой в отличие от свёрел по металлу.
Разновидности инструмента
Кроме классического двухрезцового варианта кругового сверла, есть одно- и трехрезцовые модели. В конструкции однорезцового сверла режущая часть непосредственно закреплена на штанге. Резец и центровочная пика снабжены твердосплавными пластинами. Они облегчают работу балеринке по кафелю.
В трехрезцовых моделях резцы крепятся на круглой платформе, на которой имеются пазы. По этим пазам резцы перемещаются. На них имеется шкала. Правильно выставленный размер позволяет производить резку более точно и быстро.
В настоящее время некоторые модели оборудуют защитной решеткой из пластмассы. Она повышает эффективность работы и удобство.
Балеринка по металлу оборудуется пластинами из твердого сплава с заточкой отрезного токарного резца. Большое усилие резания диктует использование стационарных или переносных радиально-сверлильных станков. В основном вырезку отверстий производят в листовой оцинковке, толщина которой не превышает одного миллиметра.
Преимущества и недостатки
К преимуществам можно отнести:
- возможность смены центрирующего элемента;
- комплектуется двумя видами центрирующих элементов;
- резцы можно точить;
- не требуется дополнительной обработки;
- надежная конструкция;
- стопорные винты фиксируют за счет конуса;
- затягивание винтов производится шестигранным торцовочным ключом.
Среди недостатков стоит отметить:
- плохая заточка резцов;
- на недорогих моделях при обработке больших диаметров возможна поломка;
- требуется дрель большой мощности.
Технические возможности
Основным направлением использования балеринок остается резание листового материала. Возможность регулирования диаметра, позволяет использовать один инструмент для нескольких целей. Два и более режущих элемента позволяют получить качественно обработанную поверхность.
Обрабатывать круговым сверлом можно практически любой листовой материал, применяющийся при строительстве, ремонте и отделке помещений. Углеродистая сталь придает конструкции прочность. Для защиты от коррозии используются специальные покрытия.
Разброс цен зависит от материала конструкции и режущей части, производителя, размера и количества режущих элементов.
Часто в работе с деревом и материалами на его основе возникает необходимость просверлить ровное круглое отверстие. Можно воспользоваться лобзиком или фрезером, но не всегда такой инструмент оказывается под рукой или выполнить ими работу просто неудобно. Облегчить задачу может балеринка по дереву.
Что такое балеринка по дереву
Круговое регулируемое сверло «балеринка» - приспособление, которое предназначено для сверления круглых отверстий большого диаметра. Инструмент имеет простую конструкцию. Он представляет собой хвостовик с поперечной штангой, на которой закреплены подвижные каретки с резцами. Штанга имеет разметку, по которой можно выставить необходимый разлёт резцов относительно центра предполагаемого отверстия. В середине хвостовика закреплено сверло-сердечник. Оно служит центровочным элементом и опорой при сверлении.
Кроме конструкций с двумя режущими элементами, расположенными симметрично, существуют балеринки с одним резцом или даже с тремя. В последнем случае они располагаются на основе в виде диска с пазами.
Функционал инструмента
Качественная балеринка изготавливается из высокопрочной стали, что даёт возможность использовать приспособление в работе с мягкими, так и с твёрдыми породами древесины.
Данный инструмент имеет регулируемый диаметр сверления. Это позволяет проделывать отверстия практически любого диаметра. Ограничение диапазона сверления зависит от размера балеринки. Производители выпускают приспособления со следующими пределами разлёта резцов:
- от 30 до 120 мм;
- от 40 до 200 мм;
- от 40 до 300 мм;
- от 40 до 400 мм.
Максимальный диаметр сверления ограничивается штангой, на которой крепятся резцы. Минимальный - толщиной хвостовика.
Сверло-балеринку можно использовать в любых местах, где применение электролобзика или ручного фрезера будет неудобным. К примеру, это может быть собранная и установленная мебель, в детали которой необходимо просверлить аккуратное отверстие, учитывая ограниченное пространство. Ещё один пример - неровная (выгнутая или вогнутая) поверхность. Лобзиком или фрезером сделать всё ровно и аккуратно навряд ли получится. Будет трудно контролировать наклон инструмента относительно поверхности. Балеринка легко справится с такой задачей.
Особенности работы с инструментом
Принцип работы с круговым сверлом прост. Центрирующим сверлом засверливают отверстие, а дальше в работу включаются резцы. Они постепенно проделывают узкую канавку, постепенно прорезая материал по кругу на всю глубину.
Материалы, используемые в работе с балеринкой разнообразные: дерево, ДВП, ДСП, МДФ, гипсокартон, пластик. Общий один момент - толщина детали должна быть не более 15-20 миллиметров. Этот параметр ограничен длиной резцов. Обычно производитель указывает максимальную глубину сверления на упаковке. При попытке сверлить материал большей толщины могут возникнуть проблемы с рваными краями.
Для применения инструмента с одним резцом характерно биение. Это вызвано отсутствием балансировки относительно продольной оси сверления. Особенно биение будет ощущаться при резке отверстий большого диаметра. Вырезать отверстия с помощью дрели следует на малых или средних оборотах. При работе на сверлильном станке таких проблем не возникает.
Также неудобство при работе может доставить ламинированная или шпонированная поверхность. После прохождения декоративного слоя сверление проходит без проблем.
Особенностью кругового сверла можно считать возможность регулировки диаметра. Расстояние между резцами может быть выставлено по шкале на штанге или более точно с помощью штангенциркуля. Это удобно если нужно сделать отверстие без зазоров под трубу или круглую деталь.
Разнос резцов относительно центра регулируется по отдельности. Необходимо как можно точнее выставлять режущие части. Это избавит от лишних усилий во время работы и продлит срок службы инструмента.
Как правильно выбрать и на что обратить внимание
Выбрать качественное круговое сверло достаточно легко. Главное - знать основные моменты, на которые следует обратить внимание в первую очередь, но и не упустить из виду мелочи.
Конструкция, очень важный момент: балеринка по дереву бывает с одним резцом или двумя и более. Для частого использования лучше приобрести вариант с двумя или тремя режущими элементами. Такими приспособлениями легче работать и качество выполняемой обработки будет на приемлемом уровне.
Не лишней будет возможность замены отдельных частей. Недорогие круговые свёрла могут иметь цельный хвостовик с несъёмным центральным сверлом и штангой.
Металл, от его качества зависит прочность и способность выдерживать рабочие нагрузки. Качественный инструмент изготавливают из высокопрочной стали или сплавов. Форму хвостовику и держателям резцов придают станочным способом. Штанга обычно штампованная и изготовлена из такого же металла.
В дешёвых вариантах часто применяют мягкий металл или сплавы, которые могут оказаться хрупкими. Под нагрузкой детали могут деформироваться или разрушиться. Такой инструмент долго не прослужит и точности от него добиться также будет сложно.
Качество изготовления, основным признаком является отсутствие люфтов и перекосов. Все детали должны быть подогнаны друг к другу и надёжно крепиться фиксирующими винтами.
Разметка штанги качественной балеринки штампованная. Иногда деления выделяют яркой краской для лучшей видимости.
Резцы, качественные режущие элементы изготавливают из инструментальной закалённой стали. На держателях их крепят заклёпками или с помощью пайки. Цельные резцы с держателями (изготовленные из одного и того же металла) быстро затупляются и не отличаются долговечностью.
Производитель, при выборе любого инструмента и расходников, предпочтение следует отдавать известным и давно проверенным маркам и брендам. Наиболее распространённые - Topfix, Stayer, Irwin, Strum.
Приобретение регулируемого кругового сверла для использования в быту, или в случае необходимости просверлить несколько отверстий, полностью себя оправдывает. Это избавляет от необходимости приобретения дорогого инструмента, который может понадобиться всего несколько раз.
У любого человека, работающего с деревом или материалами на древесной основе, довольно часто возникает необходимость просверлить в листовой плите круглое отверстие большого диаметра. Конечно, можно задействовать лобзик и выпилить необходимый круг им, однако это не всегда удобно. В таких ситуациях применяется балеринка по дереву, являющаяся специальным устройством для получения именно круглых отверстий больших диаметров.
Устройство балеринки
Конструкция этого инструмента несложная, представляет собой, в наиболее распространённом варианте, кронштейн с закреплённым по его оси вращения сверлом. Это центральное сверло не только намечает центр будущего большого отверстия, но и обеспечивает опору для стабильного вращения всего устройства. На двух противостоящих плечах кронштейна расположены две каретки с закреплёнными в них резцами. Штанга кронштейна специальным образом размечена, что позволяет устанавливать каретки с резцами с довольно высокой точностью. Разведя боковые резцы на необходимое расстояние, их фиксируют на кронштейне прижимными винтами, после чего начинают работу. Нелишней будет проверка разлёта режущих кромок при помощи штангенциркуля.
Кроме этой существует ещё несколько модификаций, в которых один, два или даже три резца. Они отличаются разной конструкцией кронштейна - это может быть диск, по которому для регулировки диаметра в специальных прорезях перемещаются резцы. Также в оси, на которой вращается балеринка по дереву, бывает просверлено отверстие, прямое или под углом, а сквозь него вставлен резец, фиксируемый контрящим винтом. Это также обеспечивает возможность регулировки диаметра получаемого в итоге круга, а один резец неплохо справляется с задачей, особенно если он изготовлен из хорошей стали и грамотно применяется.
Хвостовик центральной оси бывает круглым или иметь специальную форму для фиксации в SDS-патроне. Довольно часто используются ножи различной формы, способные снимать прямую или закруглённую фаску там, где это необходимо.
Назначение и особенности применения
Основным и единственным назначением этого специнструмента является вырезание аккуратных круглых отверстий диаметром до 300 мм. Материалы, подвергаемые обработке, разные - это дерево, фанера, ДСП, МДФ, ДВП, пластиковые панели, гипсокартон. Существует похожий инструмент для прорезания отверстий в керамической плитке и похожих твёрдых материалах. Общим у всех них является одно - толщина плиты не должна быть слишком большой. В сопроводительных документах, с которыми продаётся сверло балеринка по дереву, чаще всего указана предельная толщина материала около 15 мм.
Особенностью применения балеринок с одним резцом специалисты отмечают довольно высокие биения из-за несимметричности конструкции и заметного рычага, противодействующего вращению. Поэтому подобные устройства используются, как правило, в стационарных сверлильных станках. Это не только снижает опасность срыва заготовки, но позволяет сберечь руки работника.
Есть, однако, немало мест, где приходится работать при помощи ручных дрелей, шуруповёртов или перфоратора. В этом случае применяется двухрезцовая система, поскольку два резца в значительной степени компенсируют друг друга. Но и в таких случаях требуется осторожность, внимание и аккуратность. Нужно также давать «отдых» инструменту, поскольку сверление отверстий около 150–200 мм. создают на него значительную нагрузку. Перерывы дают возможность остыть резцу (или резцам). Вообще, это не то устройство, которое терпит спешку и невнимательность. Наличие на материале ламинированного покрытия или шпона также не упрощает выполнение задачи - требуется особая аккуратность, использование выходной подкладки. Работа на слишком высоких оборотах не рекомендуется, как правило, достаточно 1000–1400 об/мин.
Достоинства и критерии выбора
Преимущества балеринки следующие:
- получение аккуратных отверстий диаметром до 300 мм;
- простая и надёжная конструкция;
- невысокая цена, что при необходимости сделать всего несколько отверстий (в быту, например) оказывается решающим;
- возможность регулировки диаметра.
Многие возражают, что там, где применяется балеринка по дереву, можно было бы использовать коронки или круговые пилы. Однако коронки имеют фиксированный диаметр без возможности регулировок и довольно высокую цену. Поэтому они чаще используются при таких работах, где нужно вырезать большое число одинаковых отверстий (для крепления стандартных светильников, розеток и тому подобное). При необходимости работы с несколькими отверстиями различных диаметров больше подойдёт балеринка.
Выбирать это устройство следует внимательно, используя критерии, которые важны для любого инструмента. Это качество изготовления, аккуратность заточки ножей, надёжность фиксации элементов конструкции и прочие тонкости, известные любому, кто хоть иногда сталкивался с режущим оборудованием. Несмотря на это, многие выбирают балеринку, исходя только из такого критерия, как стоимость. Этим людям следует быть ещё в большей степени осторожными, поскольку дешёвый инструмент может не обладать надлежащими характеристиками и быть довольно опасным. Всегда нужно помнить, что вращение происходит с высокой скоростью и ненадёжно зафиксированный резец может ударить человека или просто улететь в сторону с непредсказуемым результатом.
Однако для использования в быту, при малых объёмах работы или необходимости просверлить несколько отверстий разных диаметров балеринка по дереву показывает себя с хорошей стороны и, благодаря невысокой стоимости, окупается достаточно быстро. Другие типы инструмента для подобных задач использовать не всегда оправдано.
