Для определения производительности древних способов сверления в их развитии были поставлены опыты по сравнительному сверлению приборами с каменными, медными и железными сверлами, с одной стороны, и малогабаритной современной дрелью со стальным сверлом — с другой.
Примитивные орудия, построенные из дерева, кожи, кости и камня, неравномерны по своему движению, нестандартны по форме и размерам. Опыты дают грубые соотношения, которые следует считать правильными лишь в самых общих чертах, показывающих прогрессивное развитие при переходе от одной эпохи к другой.
Последовательность прогрессивной эволюции техники сверления камня рассматривается в следующем порядке.
1. Одноручный способ с зажимом каменного сверла между пальцами. Эффективен в работе ко мягкому камню, кости, рогу и дереву, а также по твердому камню при развертывании отверстий, полученных техникой пикетажа. Скорость —2—3 полоб./сек. Давление —1—10 кг. Возможно его применение в мустьерскую эпоху.
Существуют две разновидности этого способа:
а) сверло крепится в вертикальной рукоятке из дерева, рога, кости, зажинаемой всей кистью; скорость та же; давление —10—12 кг; допустимо применение в позднем палеолите;
б) сверло крепится в Т-образной рукоятке, обеспечивающей давление плоскостью ладони; скорость та же; давление —12—15 кг; неолит.
2. Двуручный способ с вращением сверла на вертикальном стержне между ладонями. Скорость — 12 об./сек. Давление — 4—5 кг. Возникает в позднем палеолите.
3. Буровой способ для цилиндрического трубчатого сверления на крестообразном стержне с подвеской груза для увеличения давления. Скорость — об./сек. Давление — 20—50 кг и более. Неолит.
4. Коловорот. Сверление при помощи криволинейного стержня (лучок без тетивы). Скорость—1—2 об./сек. Давление —14—20 кг.
Разновидность этого способа сверления — египетский. Для сверления каменных сосудов трубчатыми и полулунными бурами, с подвеской груза. Скорость — 1/2—1 об./сек. Давление — 20 кг и выше. Ранние металлы.
5. Лучковый способ. Вертикальный. Разных габаритов. Со сверлом для конического сверления по всем материалам. Скорость —20 об./сек. Давление — 6—10 кг. Неолит.
Встречаются следующие разновидности этого способа:
а) с трубчатым сверлом для цилиндрического сверления по камню, вертикальный; скорость — 10—15 об./сек.; давление — 8—10 кг;
б) с циркулярным сверлом; для резки височных колец и браслетов; вертикальный; скорость —8—10 об./сек.; давление — 6—7 кг;
в) с трубчатым сверлом; вертикальный: на стойках, с рычагом и грузом (по Форреру); скорость — 8—10 об./сек.; давление — 20—50 кг и более; неолит;
г) с закрепленной на оси тетивой, увеличивающей силу вращения; для глубоких скважин в мягких материалах с металлическим сверлом.
6. Горизонтальный. Для ювелирных работ по сверлению, расточке я фигурной шлифовке — 15—20 об./сек. Ранние металлы.
7. Дисковый. Основан на превращении вертикальных импульсов в круговращательные движения и силе инерции. Работа одной рукой. Скорость — 6—8 об./сек. Давление — 4—8 кг.
Сверление возникает как способ соединения отдельных предметов в комплексы и системы. В дальнейшем оно раздвигает свои возможности до функций формирования вещей. В процессе его развития прослеживаются следующие направления: 1) нарастание силового эффекта путем использования давления тела или подвешивания тяжести; 2) увеличение числа оборотов сверла на единицу времени; 3) совершенствование сверла изменение его формы — рабочей части и в целом; 4) увеличение объема полезной скважины путем перехода от конического и биконического сверления к цилиндрическому; 5) дифференциация размеров сверла через увеличение или уменьшение диаметра и длины; 6) экономия труда путем сокращения неоправданных отходов: а) сочетание прорезания и пробивания со сверлением (рассверливанием); б) переход от цилиндрического сверления к трубчатому и циркульному (резанию); 7) переход от сверления к расточке в производстве каменных сосудов (от цилиндрического к сферическому); 8) тенденция к универсализации сверления; использование сверл в пластической работе по камню (скульптуры Древнего Египта); 9) зачатки автоматизации. Освобождение одной, затем другой руки от силовой работы в ножном станке.