Hình vuông khoan. Máy khoan Watts để khoan lỗ vuông: mô tả, kích thước

Hầu như ai cũng biết cách khoan lỗ tròn nhưng không phải ai cũng biết về máy khoan lỗ vuông. Trong khi đó, bạn có thể khoan một lỗ hình vuông trên cả sản phẩm gỗ mềm và các bộ phận kim loại cứng hơn. Để giải quyết vấn đề này, người ta sử dụng các công cụ và thiết bị đặc biệt, nguyên tắc hoạt động của chúng dựa trên các tính chất của các hình dạng hình học đơn giản nhất.

Nguyên lý hoạt động và thiết kế

Để khoan một lỗ hình vuông, người ta thường sử dụng máy khoan Watts, thiết kế dựa trên hình dạng hình học như hình tam giác Reuleaux. Một trong những đặc điểm quan trọng nhất của một hình, đó là diện tích giao điểm của ba đường tròn bằng nhau, như sau: nếu một cặp đường tham chiếu song song được vẽ thành một tam giác như vậy, thì khoảng cách giữa chúng sẽ luôn là không thay đổi. Do đó, nếu bạn di chuyển tâm của tam giác Reuleaux dọc theo con đường được mô tả bởi bốn cung hình elip, các đỉnh của nó sẽ vẽ một hình vuông gần như hoàn hảo, chỉ có các đỉnh hơi tròn.

Các đặc tính độc đáo của tam giác Reuleaux đã giúp nó có thể tạo ra các mũi khoan cho các lỗ hình vuông. Một đặc điểm của việc sử dụng một công cụ như vậy là trục quay của nó không được giữ nguyên, mà di chuyển dọc theo quỹ đạo được mô tả ở trên. Đương nhiên, chuyển động này sẽ không bị cản trở bởi hộp mực của thiết bị. Khi sử dụng máy khoan như vậy và thiết bị thích hợp, sẽ có được một lỗ vuông với các cạnh hoàn toàn đồng đều và song song, nhưng có các góc hơi tròn. Diện tích của những góc chưa được xử lý như vậy chỉ bằng 2% diện tích của toàn bộ hình vuông.

Nguyên lý hoạt động và thiết kế

Chế tạo thiết bị khoan lỗ vuông

Sử dụng máy khoan tam giác Reuleaux của Watts, bạn có thể khoan các lỗ vuông trên phôi kim loại ngay cả trên một máy thông thường không được trang bị đầu phun đặc biệt. Để tạo lỗ vuông trên bộ phận bằng gỗ, bạn có thể sử dụng máy khoan thông thường, nhưng đối với việc này, nó phải được trang bị thêm các thiết bị khác.

Bạn có thể chế tạo một thiết bị đơn giản cho phép bạn khoan các lỗ vuông trên thanh gỗ bằng cách sử dụng các đề xuất sau.

Để bắt đầu, bằng cách sử dụng một tấm ván ép hoặc một tấm gỗ có độ dày nhỏ, cần phải tự tạo hình tam giác Reuleaux, các thông số hình học của chúng phải tương ứng với đường kính của mũi khoan Watts được sử dụng.
Mũi khoan phải được cố định chắc chắn trên bề mặt của tam giác đã chế tạo.
Để tam giác Reuleaux và mũi khoan cố định vào nó di chuyển theo đường yêu cầu, cần phải làm một khung dẫn hướng bằng gỗ. Ở bên trong khung, bạn nên khoét một hình vuông với các thông số hình học hoàn toàn tương ứng với kích thước của lỗ bạn định khoan.
Khung được cố định trên máy khoan với sự trợ giúp của một thanh đặc biệt, trong khi tâm của tam giác Reuleaux đặt trong khung dẫn hướng phải trùng với trục quay của mâm cặp dụng cụ điện.
Để truyền mômen quay cho mũi khoan tạo lỗ vuông nhưng đồng thời không tạo ra hạn chế di chuyển dao theo phương ngang, trục quay được nối với mâm cặp máy khoan bằng cơ cấu truyền động hoạt động theo nguyên tắc một trục cardan của một chiếc xe tải.
Phôi gỗ cần khoan lỗ vuông phải được cố định chắc chắn, đồng thời định vị sao cho tâm của lỗ tương lai trùng khớp với trục quay của mũi khoan được sử dụng để gia công.

Sau khi lắp ráp một thiết bị đơn giản như vậy, đã cố định chắc chắn tất cả các yếu tố trong thiết kế của nó và phôi đang được xử lý, bạn có thể bật máy khoan điện và bắt đầu quá trình khoan.

Như đã đề cập ở trên, một lỗ vuông được khoan bằng một thiết bị như vậy sẽ có các cạnh hoàn toàn đồng đều và song song, nhưng phần góc của nó sẽ hơi tròn. Giải quyết vấn đề với các góc tròn không khó: bạn có thể sửa đổi chúng bằng một chiếc giũa kim thông thường.

Cần lưu ý rằng vật cố định được mô tả ở trên, không cứng lắm, được sử dụng để khoan các lỗ hình vuông trên các thanh gỗ có độ dày nhỏ.

Máy khoan Watts và một lỗ vuông được làm bằng nó trong một trống kim loại

Các vấn đề về sự hình thành các lỗ tròn trong kim loại, như một quy luật, không phát sinh. Ngày nay, bạn có thể tìm thấy một số lượng lớn các mũi khoan, một số mũi khoan có thể được sử dụng để tạo thành hình vuông hoặc hình chữ nhật. Để giải quyết vấn đề này, các thiết bị đặc biệt cũng được sử dụng.

Máy khoan hoặc máy cắt

Thường thì các lỗ vuông có được bằng cách sử dụng dao phay. Một công cụ như vậy đã trở nên cực kỳ phổ biến, tuy nhiên, trong một số trường hợp, các lỗ vuông trên kim loại dễ kiếm hơn bằng cách sử dụng các mũi khoan. Hãy lấy ví dụ sau:

Công việc hiếm khi được thực hiện, vì vậy bạn cần giảm chi phí để có được một công cụ đặc biệt. Máy cắt đắt hơn nhiều.
Khu vực chế biến nhỏ. Hình dạng hình học của máy cắt thông thường xác định các hạn chế về kích thước tối thiểu của chúng.
Cần phải có được một lỗ xuyên qua trên kim loại có chiều dày lớn.

Ngoài ra, máy cắt được lắp vào máy đắt tiền, nhưng thiết bị thông thường cũng không thích hợp để khoan. Điều này là do thực tế là mũi khoan phải di chuyển dọc theo một con đường nhất định.

Thiết bị và nguyên lý hoạt động

Máy khoan lỗ vuông Watts dựa trên hình dạng của tam giác Reuleaux. Các tính năng bao gồm:

Phần làm việc của mũi khoan được hình thành khi hình thành diện tích giao của ba đường tròn bằng nhau có hình dạng đặc biệt.
Nếu bạn đặt một số đường tham chiếu song song gần các hình tam giác của bộ phận làm việc của máy khoan, thì khoảng cách giữa chúng sẽ như nhau.
Trong quá trình hoạt động, trục của máy khoan phải di chuyển dọc theo một đường nhất định, do đó có được một hình vuông hoặc hình chữ nhật.

Cần lưu ý rằng hình chữ nhật hoặc hình vuông thu được có các góc hơi tròn. Các thiết bị để khoan lỗ vuông Watts không được hạn chế chuyển động của mâm cặp bằng máy khoan, nếu không nó sẽ không hoạt động để có được hình dạng được đề cập. Nguyên tắc hoạt động và thiết kế của thiết bị được đề xuất cho phép bạn tự tạo ra nó bằng cách sử dụng các vật liệu ngẫu hứng.

Các cách thay thế để có được các lỗ vuông

Việc thu được các vòng cung bán kính dẫn đến giảm đáng kể chất lượng của sản phẩm tạo thành. Đó là lý do tại sao khả năng sử dụng các phương pháp khác để thu được một lỗ vuông thường được xem xét:

Hệ thống laser được sử dụng rộng rãi ngày nay. Chúng có thể được sử dụng để gia công dọc theo một quỹ đạo nhất định, khi chùm tia được hội tụ, kim loại được đốt nóng, do đó bề mặt cần thiết được hình thành.
Phương pháp dập đã được sử dụng trong một thời gian dài. Nó liên quan đến việc sử dụng các thiết bị đặc biệt có khả năng tạo áp lực cao lên tấm và các khoảng trống khác. Nhược điểm của phương pháp này là giá thành thiết bị cao, cũng như khả năng chỉ lấy được những vết lõm nông.
Khi sử dụng hàn khí cũng có thể tạo thành hình chữ nhật. Tuy nhiên, công nghệ này có đặc điểm là tính ứng dụng thực tế thấp, sản phẩm có chất lượng kém.

Bán có những bộ đột lỗ đặc biệt, cũng có thể được sử dụng trong trường hợp này. Bộ được thể hiện bằng sự kết hợp của các yếu tố sau:

Ống lót để dẫn hướng cho cú đấm.
Người giữ đặc biệt.
Vòng giới hạn hành trình.
Ma trận.

Để tác dụng lên công cụ làm việc có tải trọng cao, người ta dùng kích thủy lực. Công nghệ này được đặc trưng bởi thực tế là hình vẽ tạo ra có các cạnh sạch và đều, nghĩa là không cần gia công bổ sung để cải thiện chất lượng bề mặt.

Hình đơn giản nhất của một trăm yang-noy shi-ri-na - có thể giúp chúng ta khoan những lỗ vuông. Nếu bạn di chuyển tâm của “tam giác-no-ka” này dọc theo một số tra-ek-to-rii, sau đó là top-shi-ny của nó chết tiệt gần như một hình vuông, và bản thân anh ta bao phủ toàn bộ diện tích bên trong một hình tia.

Gra-ni-tsy trong một nhân vật lu-chen-noy, ngoại trừ ku-soch-kov nhỏ ở các góc, sẽ hoàn toàn thẳng thắn! Và nếu bạn tiếp tục sống từ vết cắt, thì bạn in-lu-chit-sya trong chính xác-sti-square.

Để mô tả rõ hơn về san-noe ở trên, trọng tâm của tam giác-no-ka Re-lo cần di chuyển dọc theo tra-ek-to-rii, la-yu-shche-sya keo-coy từ bốn bạn. -reh một chọi một doug el-lip-owls. Các tâm của cú el-lip-ow-ras-lo-giống nhau ở đỉnh của hình vuông và dọc theo trục lu, quay một góc $ 45 ^ \ circle $ from-no-si-tel-no side của hình vuông, bằng $ k \ cdot (1 + 1 / \ sqrt3) / 2 $ và $ k \ cdot (1-1 / \ sqrt3) / 2 $, trong đó $ k $ là độ dài của một trăm ro -we-you-cher-chi-va-e-mo-go square-ra-ta.

Các góc cong, tròn-la-u-sche, chúng-la-ut-sya cũng vậy doo-ga-mi el-lip-owls với tâm ở các góc của hình vuông, bán trục của chúng ở vị trí thẳng bạn một góc $ 45 ^ \ circle $ from-no-si-tel-no side của hình vuông ra-ta và bằng $ k \ cdot (\ sqrt3 + 1) / 2 $ và $ k \ cdot (1 / \ sqrt3-1) / 2 $.

Diện tích của các góc \ u200b \ u200bne-me-th-n-th của hồ chỉ bằng khoảng 2% diện tích của \ u200b \ u200b toàn bộ hình vuông!

Bây giờ, nếu bạn thực hiện một mũi khoan ở dạng tam giác-no-ka Re-lo, thì bạn sẽ có thể khoan các lỗ hình vuông với một góc nhỏ tròn-len-us-mi-ka-mi, nhưng ab- co-lute-but-thẳng-ta-mi trăm-ro-na-mi!

Vẫn còn để tạo ra một mũi khoan như vậy ... Hay nói đúng hơn, không khó để thực hiện một mũi khoan, chỉ cần nó se-che-ni hình tam giác-nick Re-lo, và re-zhu-shchie-ki owls-pa- da-li với ngọn-shi-on-mi của nó.

Khó khăn nằm ở chỗ, vì nó đã là từ-me-che-nhưng ở trên, tra-ek-to-riya của tâm mũi khoan phải chịu được ngoài bốn vòng cung-bạn-rekh của el - cú trượt. Wi-zu-al-nhưng đường cong này rất giống với một vòng tròn và có ma-te-ma-ti-che-ski gần nó, nhưng nó vẫn không phải là một vòng tròn. Và tất cả ex-tsen-tri-ki (vòng tròn, in-sa-nữ-ny trên vòng tròn của một ra-di-u-sa khác với tâm bị dịch chuyển), use-use- e-mye in teh-no- ke, vâng, chúng di chuyển nghiêm ngặt dọc theo chu vi.

Năm 1914, kỹ sư người Anh Harry James Watts đã nghĩ ra cách bố trí một chiếc khoan như vậy. Bề ngoài, nó là sơ đồ on-kla-dy-va-et on-right-la-th-pro-re-ze dưới dạng quad-ra-ta, trong một số-rum, cuộc diễn tập diễn ra, được lắp vào hộp mực với "free-but-flo-va-yu-schi trong đó bằng một mũi khoan". Bằng sáng chế cho một hộp mực như vậy đã được cấp cho một công ty bắt đầu khoan Watts vào năm 1916.

Je-ro-la-mo CARDANO (1501 - 1576). Khi, vào năm 1541, im-pe-ra-tor Charles V ba-um-fal-but vào za-vo-van-ny Mi-lan, hiệu trưởng trường đại học vra-whose Kar-da-but bước đi bên cạnh bóng-da-hi-nom. Để đáp lại danh dự, ông đã đề nghị cung cấp cho phi hành đoàn của nhà vua một trọng lượng hai trục, mà không phải là you-ve-det ka-re-tu từ go-ri-zon-tal-no-go-lo- tương tự […]. Công lý cần lưu ý rằng ý tưởng về \ u200b \ u200b như một si-ste-we quay ngược trở lại anti-tich-no-sti và ít nhất là trong "At-lan-ti-che-ko-dec-se “Leo-nar-do da Vin-chi co ri-su-nok su-do-vo-go com-pa-sa with car -given under-weight. Com-pa-sy như vậy trong một chủng tộc lu-chi-li-pro-country-non-nie vào đầu thế kỷ 16, trong một vi-di-mo-mu, không có ảnh hưởng -i-niya Kar-yes- nhưng.

S. G. Gin-di-kin. Ras-skaz-zy về nhà vật lý và ma-te-ma-ti-kah.

Chúng tôi đang sử dụng một từ khác từ phương Tây con-struct-qi-her. Pri-cre-pim máy khoan khó đến một tam-giác-no-ku Re-lo, trong một-shchen-no-mu nhỏ trong một-vuông-sang-phải-la-th-khung-ku. Sa-ma ram-ka fic-si-ru-et-xia trên dre-li. Bây giờ nó vẫn còn để cung cấp lại sự quay của pa-tro-on dre-cho dù là tri-angle-no-ku Re-lo.