Считается, что сверление было освоено людьми примерно восемь тысяч лет назад. Перед тем как использовать вращательное движения для изготовления отверстий, люди прибегали к его пробиванию. Один из первых инструментов, похожих на сверло, приписывают Дедалу — выдающемуся изобретателю и художнику, герою древнегреческой мифологии. В VШ в. до н. э. в поэме Гомера упоминается сверление бревен при постройке корабля [1].
Вертикальные сверлильные станки для сверления по металлу в XIX в. изобрели англичане Модели и Витворт [2].
В основе конструкции сверла с коническим хвостовиком лежит винтовая поверхность [3, 4]. На рис. 1 а, б приведено изображение спирального сверла, а на рис. 2 — построение винтовой поверхности. В основе ее графического построения лежит кинематический способ образования, излагаемый на первом семестре в начертательной геометрии [5–7].
В программе Inventor компании Autodesk, изучаемой в первом семестре технического университета, имеется большой набор инструментов, позволяющий при изменении параметров деталей визуализировать и поэтапно воспроизводить геометрические построения и при этом сохранять целостность этих построений [8–10].
Этапы создания 3D-модели винтовой поверхности.
Этап 1: в режиме 2D эскиза командой «отрезок», задана ось винтовой поверхности (рис. 3а).
Этап 2: в режиме 3D командой «спираль» эскизполучены две винтовые линии с выбранными диаметром, шагом, высотой и направлением. При этом высота должна быть равна шагу, а диаметры соответствовать внутреннему и наружному диаметрам винтовой поверхности (рис. 3б).
Этап 3: в режиме модель в рабочей плоскости (по трем точкам) получен горизонтальный отрезок, равный разнос ти вну треннего и внешнего диаметров винтовой поверхности.
С помощью команды «сдвиг» создана винтовая поверхность. После добавления геометрии внешней и внутренней винтовых линий удалена видимость у поверхности, полученной 3D-сдвигом (рис. 3в).
Этап 4: с помощью команды по сечениям (loft) после выбора двух винтовых линий и винтовой поверхности получено тело (рис. 3г).