Особенности конструкции и основные типы конусов Морзе
Есть версия, что коническая конструкция появилась в результате постепенной эволюции токарного, фрезерного и сверлильного инструмента в результате изучения влияния износа инструмента на его характеристики и качество выпускаемых деталей. Было замечено, что в процессе работы инструмент с цилиндрическим хвостовиком изнашивался и начинал проворачиваться в кулачках, возникали биения и отклонения инструмента.
В процессе развития технологий машиностроения появился так называемый метрический конус, который отличается от своих предшественников постоянной конусностью и угловыми размерами. Его конусность составляет 1:20, уклон – 1°51’56”, а угол – 1°51’51”, тогда как до этого конусность была переменной и варьировалась от 1:19,002 до 1:20,047.
Согласно классификации, принятой в ГОСТах СССР конусы Морзе принято разделять на малые, большие и общего применения.
Исходя из особенностей конструкции, на сегодняшний день различают три типа конусов Морзе:
- Гладкий;
- С резьбой;
- С лапкой.
Выпадение инструмента из шпинделя предотвращается самой конической формой хвостовика и отверстия в шпинделе или оправке. Дополнительно крепление хвостовика с лапкой в шпинделе происходит за счет вхождения лапки в специальный паз, резьбового – за счет резьбы в торце хвостовика.
Так же изготавливают инструмент с дополнительными пазами и отверстиями для подведения СОЖ. Это наиболее актуально для современных станков с ЧПУ.
Габариты и элементы конуса Морзе
Отличительной чертой одного конуса Морзе от другого являются размеры. Существуют несколько их видов и в соответствии с ГОСТом каждый имеет определенный номер и аббревиатуру. Чтобы измерить его, необходимо воспользоваться калибровкой, а лучше всего специальной таблицей, которая позволит рассчитать размеры до микрона. В зависимости от станка, на котором будет проводиться обработка детали, следует выбирать например резец, сверло, а затем вид изобретения Стивена Морзе.
С развитием машиностроительной отрасли возникла потребность в расширении модельного ряда конусов Морзе. Для этого был разработан метрический конус, который не имел особых конструктивных отличий от своего предшественника. Его конусность равнялась 1:20, при этом угол 2°51’51″, а уклон 1°25’56″. Метрические конусы позволили создать большой выбор инструмента для различных станков и операций. Классифицируются они на две категории: большие и малые. Большие обозначаются, например № 120, 200, и цифры соответствуют наибольшему диаметру метрического конуса.
Инструментальный конус представляет собой конический хвостовик какого-нибудь режущего инструмента и коническое отверстие в шпинделе или бабке такого же диаметра. Его функция заключается в быстрой смене режущего инструмента и сохранении высокой точности при центрировании и закреплении.
Применяется в основном в станках с ЧПУ, потому что устраняет ряд недостатков обычного конуса Морзе.
Преимущества:
- заклинивание хвостовиков в шпинделе гораздо меньше;
- меньшие размеры;
- улучшенный упор по оси;
- простота закрепления;
- автоматическая смена режущего инструмента.
В наши дни конусы Морзе изготавливают в соответствие с международным стандартом ISO и DIN. В России система стандартизации объединяет в один класс как просто конусы Морзе, так и метрические и инструментальные. Информацию о них можно получить в ГОСТ 25557-82. Ситуация с единым ГОСТом сложилась из-за того, что конусы Морзе со времен СССР пользуются в нашем государстве большой популярностью, а параллельно с этим появилось много новых.
Конусы Морзе распределены по 8 категориям. За рубежом это МТ0, МТ1, МТ2, МТ3, МТ4, МТ5, МТ6, МТ7. В Германии такая же нумерация, но буквенное обозначение МК. В нашей стране и на постсоветском пространстве КМ0, КМ1, КМ2, КМ3, КМ4, КМ5, КМ6 и №80.
Как показало время, некоторые конусы Морзе зарубежного производства неудобны в эксплуатации по причине большой длины. На этот случай был разработан ряд укороченных изделий, имеющий 9 размеров.
История создания
Появления такой конструкции, а так же происхождение самого названия до сих пор покрыто множеством тайн. Достоверно известно, что в 1863 году американский инженер Стивен Морзе зарегистрировал патент на изобретение спирального сверла, такого, которое известно нам и по сей день. До этого для изготовления сверла, скручивали заостренный плоский профиль.
В описании, запатентованного Стивеном Морзе спирально м сверле, нет никаких упоминаний об особой форме хвостовика, но по какой-то причине Бюро стандартов США внесло коническую форму в национальные стандарты. Считается, что изобретатель, запатентовав новую конструкцию сверла, направил опытные образцы в Бюро патентов, где была замечена и по достоинству оценена эта особенность.
Впоследствии была создана компания по производству, получившая его имя и занимавшаяся изготовлением инструмента для машиностроения. К концу 19 века компания серьезно расширилась и стала одним из ведущих производителей инструмента того времени. Произведенный ей продукт поставлялся во многие страны мира, в том числе и в Россию. За время ее существования было запатентовано еще несколько изобретений, но, ни одно из них не было связано с коническим исполнением хвостовиков инструмента. Так же есть сведения, что через какое-то время после основания сам изобретатель по неизвестным причинам покинул компанию, при этом его имя в названии сохранилось.
Так же известно еще несколько изобретателей с фамилией Морзе, живших в США в то время. И, возможно, автором этого изобретения является кто-то из них, но никакой информации, подтверждающей эту версию, нет. Поэтому официальным изобретателем конической формы хвостовика инструмента считается именно Стивен Эмброуз Морзе.
https://youtube.com/watch?v=evWPoMxRr-Q
Черт.2. ВНУТРЕННИЕ КОНУСЫ
Внутрифирменный конус, изначально создавался специально для цанговых зажимов. Существует один типоразмер этого конуса. 1. Настоящий стандарт распространяется на инструментальные метрические конусы и конусы Морзе.Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 147-75.
10, 100, 1000 и т.д. 0.001″ и 0.0001″ в разговоре называются, в частности, «thou» и «tenth». Правильно мерить калибром, на нем есть риски. Неправильно, но для определения размера — измерением большего диаметра и сравнением с таблицей. Никто не знает что может быть за конус, у которого больший диаметр около 13 мм и угол чуть-чуть меньше чем у КМ-1? Хвостовик КМ-1 туда встает, но ощутимо глубже чем должен.
Что такое уклон? Как определить уклон? Как построить уклон? Обозначение уклона на чертежах по ГОСТ.
Уклон. Уклон это отклонение прямой линии от вертикального или горизонтального положения. Определение уклона. Уклон определяется как отношение противолежащего катета угла прямоугольного треугольника к прилежащему катету, то есть он выражается тангенсом угла а. Уклон можно посчитать по формуле i=AC/AB=tga.
Построение уклона. На примере (рисунок ) наглядно продемонстрировано построение уклона. Для построения уклона 1:1, например, нужно на сторонах прямого угла отложить произвольные, но равные отрезки. Такой уклон, будет соответствовать углу в 45 градусов. Для того чтобы построить уклон 1:2, нужно по горизонтали отложить отрезок равный по значению двум отрезкам отложенным по вертикали. Как видно из чертежа, уклон есть отношение катета противолежащего к катету прилежащему, т. е. он выражается тангенсом угла а.
Обозначение уклона на чертежах. Обозначение уклонов на чертеже выполняется в соответствии с ГОСТ 2.307—68. На чертеже указывают величину уклона с помощью линии-выноски. На полке линии-выноски наносят знак и величину уклона. Знак уклона должен соответствовать уклону определяемой линии, то есть одна из прямых знака уклона должна быть горизонтальна, а другая должна быть наклонена в ту же сторону, что и определяемая линия уклона. Угол уклона линии знака примерно 30°.
https://youtube.com/watch?v=HysW_hx6pZ0
Обозначение конусности на чертеже
При создании технической документации должны учитываться все установленные стандарты, так как в противном случае она не может быть использована в дальнейшем
Рассматривая обозначение конусности на чертежах следует уделить внимание следующим моментам:
- Отображается диаметр большого основания. Рассматриваемая фигура образуется телом вращения, которому свойственен диаметральный показатель. В случае конуса их может быть несколько, а изменение показателя происходит плавно, не ступенчато. Как правило, у подобной фигуры есть больший диаметр, а также промежуточной в случае наличия ступени.
- Наносится диаметр меньшего основания. Меньшее основание отвечает за образование требуемого угла.
- Рассчитывается длина конуса. Расстояние между меньшим и большим основанием является показателем длины.
- На основании построенного изображения определяется угол. Как правило, для этого проводятся соответствующие расчеты. В случае определения размера по нанесенному изображению при применении специального измерительного прибора существенно снижается точность. Второй метод применяется в случае создания чертежа для производства неответственных деталей.
Простейшее обозначение конусности предусматривает также отображения дополнительных размеров, к примеру, справочную. В некоторых случаях применяется знак конусности, который позволяет сразу понят о разности диаметров.
Выделяют достаточно большое количество различных стандартов, которые касаются обозначения конусности. К особенностям отнесем следующее:
- Угол может указываться в градусах дробью или в процентах. Выбор проводится в зависимости от области применения чертежа. Примером можно назвать то, что в машиностроительной области указывается значение градуса.
- В машиностроительной области в особую группу выделяют понятие нормальной конусности. Она варьирует в определенном диапазоне, может составлять 30, 45, 60, 75, 90, 120°. Подобные показатели свойственны большинству изделий, которые применяются при сборке различных механизмов. При этом выдержать подобные значения намного проще при применении токарного оборудования. Однако, при необходимости могут выдерживаться и неточные углы, все зависит от конкретного случая.
- При начертании основных размеров применяется чертежный шрифт. Он характеризуется довольно большим количеством особенностей, которые должны учитываться. Для правильного отображения используется табличная информация.
- Для начала указывается значок конусности от которого отводится стрелка и отображается величина. Особенности отображения во многом зависит от того, какой чертеж. В некоторых случаях наносится большое количество различных размеров, что существенно усложняет нанесение конусности. Именно поэтому предусмотрена возможность использования нескольких различных методов отображения подобной информации.
На чертеже рассматриваемый показатель обозначается в виде треугольника. При этом требуется цифровое значение, которое может рассчитываться при применении различных формул.
Угол конуса
Важным показателем при построении различных чертежей считается угол конуса. Он определяется соотношение большого диаметра к меньшему. Высчитывается этот показатель по следующим причинам:
- На момент обработки мастер должен учитывать этот показатель, так как он позволяет получить требуемое изделие с высокой точностью размеров. В большинстве случаев обработка проводится именно при учете угла, а не показателей большого и малого диаметра.
- Угол конуса рассчитывается на момент разработки проекта. Этот показатель наносится на чертеж или отображается в специальной таблице, которая содержит всю необходимую информацию. Оператор станка или мастер не проводит расчеты на месте производства, вся информация должна быть указана в разработанной технологической карте.
- Проверка качества изделия зачастую проводится по малому и большему основанию, но также могут применяться инструменты, по которым определяется показатель конусности.
Как ранее было отмечено, в машиностроительной области показатель стандартизирован. В другой области значение может существенно отличаться от установленных стандартов. Некоторые изделия характеризуются ступенчатым расположение поверхностей. В этом случае провести расчеты достаточно сложно, так как есть промежуточный диаметр.
4 Размеры
4.1 Рекомендованные инструментальные конусы представлены в таблице 1. Таблица 1
| Категория конуса | Обозначение конуса |
| Конус общего применения | Конус Морзе N 1 — N 6 |
| Малый конус | Метрические конусы N 4 и N 6 и конус Морзе N 0 |
| Большой конус | Метрические конусы N 80 — N 200 |
4.2 Основные размеры конусов должны соответствовать указанным на рисунке 1 и в таблице 2.
Рисунок 1, лист 1
Рисунок 1, лист 2
Таблица 2
| В миллиметрах | |||||||||||||||
| Наименование конуса | Метрический | Морзе | Метрический | ||||||||||||
| Обозначение конуса | 4 | 6 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 80 | 100 | 120 | 160 | 200 | ||
| Конусность | 1:20=0,05 | 1:19,212= =0,05205 | 1:20,047= =0,04988 | 1:20,020= =0,04995 | 1:19,992= =0,05020 | 1:19,254= =0,05194 | 1:19,002= =0,05263 | 1:19,180= =0,05214 | 1:20=0,05 | ||||||
| D | 4,0 | 6,0 | 9,045 | 12,065 | 17,780 | 23,825 | 31,267 | 44,399 | 63,348 | 80,0 | 100,0 | 120,0 | 160,0 | 200,0 | |
| Наружный конус | а | 2,0 | 3,0 | 3,0 | 3,5 | 5,0 | 5,0 | 6,5 | 6,5 | 8,0 | 8,0 | 10,0 | 12,0 | 16,0 | 20,0 |
| 4,1 | 6,2 | 9,2 | 12,2 | 18,0 | 24,1 | 31,6 | 44,7 | 63,8 | 80,4 | 100,5 | 120,6 | 160,8 | 201,0 | ||
| — | — | — | — | 15,0 | 21,0 | 28,0 | 40,0 | 56,0 | — | — | — | — | — | ||
| 2,9 | 4,4 | 6,4 | 9,4 | 14,6 | 19,8 | 25,9 | 37,6 | 53,9 | 70,2 | 88,4 | 106,6 | 143,0 | 179,4 | ||
| — | — | — | М6 | М10 | М12 | М16 | М20 | М24 | М30 | М36 | М36 | М48 | М48 | ||
| — | — | 6,1 | 9,0 | 14,0 | 19,1 | 25,2 | 36,5 | 52,4 | 69,0 | 87,0 | 105,0 | 141,0 | 177,0 | ||
| не более | — | — | 6,0 | 8,7 | 13,5 | 18,5 | 24,5 | 35,7 | 51,0 | 67,0 | 85,0 | 102,0 | 138,0 | 174,0 | |
| не более | 2,5 | 4,0 | 6,0 | 9,0 | 14,0 | 19,0 | 25,0 | 35,7 | 51,0 | 67,0 | 85,0 | 102,0 | 138,0 | 174,0 | |
| — | — | — | 6,4 | 10,5 | 13,0 | 17,0 | 21,0 | 26,0 | — | — | — | — | — | ||
| — | — | — | 8,0 | 12,5 | 15,0 | 20,0 | 26,0 | 31,0 | — | — | — | — | — | ||
| не более | — | — | — | 8,5 | 13,2 | 17,0 | 22,0 | 30,0 | 11,5 | — | — | — | — | — | |
| не более | 23,0 | 32,0 | 50,0 | 53,5 | 64,0 | 81,0 | 102,5 | 129,5 | 182,0 | 196,0 | 232,0 | 268,0 | 340,0 | 412,0 | |
| не более | 25,0 | 35,0 | 53,0 | 57,0 | 69,0 | 86,0 | 109,0 | 136,0 | 190,0 | 204,0 | 242,0 | 280,0 | 356,0 | 432,0 | |
| — | — | 56,5 | 62,0 | 75,0 | 94,0 | 117,5 | 149,5 | 210,0 | 220,0 | 260,0 | 300,0 | 380,0 | 460,0 | ||
| не более | — | — | 59,5 | 65,5 | 80,0 | 99,0 | 124,0 | 156,0 | 218,0 | 228,0 | 270,0 | 312,0 | 396,0 | 480,0 | |
| — | — | — | — | 20,0 | 29,0 | 39,0 | 51,0 | 81,0 | — | — | — | — | — | ||
| — | — | — | — | 34,0 | 43,0 | 55,0 | 69,0 | 99,0 | — | — | — | — | — | ||
| — | — | — | 4,0 | 5,0 | 5,5 | 8,2 | 10,0 | 11,5 | — | — | — | — | — | ||
| — | — | — | — | 27,0 | 36,0 | 47,0 | 60,0 | 90,0 | — | — | — | — | — | ||
| p | — | — | — | 3,3 | 4,2 | 5,0 | 6,8 | 8,5 | 10,2 | — | — | — | — | — | |
| b
h13 |
— | — | 3,9 | 5,2 | 6,3 | 7,9 | 11,9 | 15,9 | 19,0 | 26,0 | 32,0 | 38,0 | 50,0 | 62,0 | |
| с** | — | — | 6,5 | 8,5 | 10,0 | 13,0 | 16,0 | 19,0 | 27,0 | 24,0 | 28,0 | 32,0 | 40,0 | 48,0 | |
| e
не более |
— | — | 10,5 | 13,5 | 16,0 | 20,0 | 24,0 | 29,0 | 40,0 | 48,0 | 58,0 | 68,0 | 88,0 | 108,0 | |
| i
не менее |
— | — | — | 16,0 | 24,0 | 24,0 | 32,0 | 40,0 | 47,0 | 59,0 | 70,0 | 70,0 | 92,0 | 92,0 | |
| R
не более |
— | — | 4,0 | 5,0 | 6,0 | 7,0 | 8,0 | 12,0 | 18,0 | 24,0 | 30,0 | 36,0 | 48,0 | 60,0 | |
| r | — | — | 1,0 | 1,2 | 1,6 | 2,0 | 2,5 | 3,0 | 4,0 | 5,0 | 5,0 | 6,0 | 8,0 | 10,0 | |
| t
не более |
2,0 | 3,0 | 4,0 | 5,0 | 5,0 | 7,0 | 9,0 | 10,0 | 16,0 | 24,0 | 30,0 | 36,0 | 48,0 | 60,0 | |
| Внутренний конус | Н11 | 3,0 | 4,6 | 6,7 | 9,7 | 14,9 | 20,2 | 26,5 | 38,2 | 54,8 | 71,5 | 90,0 | 108,5 | 145,5 | 182,5 |
| не менее | — | — | — | 7,0 | 11,5 | 14,0 | 18,0 | 23,0 | 27,0 | 33,0 | 39,0 | 39,0 | 52,0 | 52,0 | |
| — | — | — | — | 19,5 | 24,5 | 32,0 | 44,0 | 63,0 | — | — | — | — | — | ||
| не менее | 25,0 | 34,0 | 52,0 | 56,0 | 67,0 | 84,0 | 107,0 | 135,0 | 188,0 | 202,0 | 240,0 | 276,0 | 350,0 | 424,0 | |
| 21,0 | 29,0 | 49,0 | 52,0 | 62,0 | 78,0 | 98,0 | 125,0 | 177,0 | 186,0 | 220,0 | 254,0 | 321,0 | 388,0 | ||
| — | — | — | — | 22,0 | 31,0 | 41,0 | 53,0 | 83,0 | — | — | — | — | — | ||
| — | — | — | — | 32,0 | 41,0 | 53,0 | 67,0 | 97,0 | — | — | — | — | — | ||
| — | — | — | — | 27,0 | 36,0 | 47,0 | 60,0 | 90,0 | — | — | — | — | — | ||
| g
А13 |
2,2 | 3,2 | 3,9 | 5,2 | 6,3 | 7,9 | 11,9 | 15,9 | 19,0 | 26,0 | 32,0 | 38,0 | 50,0 | 62,0 | |
| h | 8,0 | 12,0 | 15,0 | 19,0 | 22,0 | 27,0 | 32,0 | 38,0 | 47,0 | 52,0 | 60,0 | 70,0 | 90,0 | 110,0 | |
| p | — | — | — | — | 4,2 | 5,0 | 6,8 | 8,5 | 10,2 | — | — | — | — | — | |
| z
*** |
0,5 | 0,5 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 2,0 | 2,0 | |
| * Размеры , , являются теоретическими и зависят от диаметра и номинальных размеров а
, , . ** Допускается увеличивать длину c до размераe . ***z — максимально допустимое отклонение при проверке конуса калибром. |
| Пример условного обозначения конуса Морзе 3, степени точности АТ7:
Морзе 3 АТ7 ГОСТ 25557-2016 То же, метрического конуса 120, степени точности АТ8: Метрический 120 АТ8 ГОСТ 25557-2016 4.3 Предельные отклонения размеров конусов — по ГОСТ 2848. 4.4 Центровые отверстия — по ГОСТ 14034. |
Типоразмеры конусов определяемых ГОСТом 25827-93 исполнения 3
Не имеющий зарубежных аналогов типоразмер, предназначенный для станков произведённых до 01.01.1994 года, в том числе оснащённых автоматическим зажимом и инструментальным магазином с манипулятором.
| N конуса | D | D1, ±0,15 | D2, -0,5 | d1, H7 | d2, a10 | M | L H12 | l | l1 | a ±0,1 | l2, ±0,1 | l3, +0,5 | l4, min | l5, min | h -0,3 | b H12 | b1, -0,3 |
| 30 | 31,75 | 50,0 | 46 | 13,0 | 17,4 | М12 | 68,4 | 48,4 | 3,0 | 1,6 | 8,0 | 5,5 | 24,0 | 34,0 | 16,2 | 16,1 | 15,5 |
| 40 | 44,45 | 63,0 | 58,0 | 17,0 | 25,3 | М16 | 93,4 | 65,4 | 5,0 | 1,6 | 10,0 | 8,2 | 32,0 | 43,0 | 22,5 | 16,1 | 18,5 |
| 45 | 57,15 | 80,0 | 74,0 | 21,0 | 32,4 | М20 | 106,8 | 82,8 | 6,0 | 3,2 | 12,0 | 10,0 | 40,0 | 53,0 | 29,0 | 19,3 | 24,0 |
| 50 | 69,85 | 100,0 | 94,0 | 25,0 | 39,6 | М24 | 126,8 | 101,8 | 8,0 | 3,2 | 12,0 | 11,5 | 47,0 | 62,0 | 35,3 | 25,7 | 30,0 |
Конус 7:24
Широко распространённый инструментальный конус, в основном, для станков с ЧПУ с автоматической сменой инструмента. Цель разработки — устранение недостатков конуса Морзе (самозаклинивание конуса в шпинделе, малая площадь осевого упора, большая длина, сложность автоматической фиксации конуса в шпинделе, отсутствие зацепов для автоматической смены инструмента).
Существует ряд национальных и международных стандартов на этот конус, отличающихся базовой размерностью (дюймовая или метрическая), вспомогательными элементами (фланцы, штревели, каналы подачи СОЖ) и обозначениями. Конуса, изготовленные по разным стандартам, не всегда взаимозаменяемы.
- ISO -конусы. Международные стандарты ISO 297:1988 (конструктивная разновидность для ручной смены инструмента), ISO 7388 (конструктивные разновидности для автоматизированной смены инструмента).
- Новые российские стандарты: ГОСТ 25827-2014 — конструкции конусов, фланцев и резьб хвостовиков. Парный к нему ГОСТ ИСО 7388-3-2014 — конструкции штревелей. Практически дубликат ISO 297 и ISO 7388.
- Все еще могут быть актуальны советские и старые российские стандарты: ГОСТ 15945-82 — основные размеры конусов и парный к нему ГОСТ 19860-93 — допуски.
- ГОСТ 25827-93 — конструкции конусов, фланцев и хвостовиков.
DV ,SK (от нем. Steilkegel). Немецкий вариант конуса. Стандарты DIN 2080, DIN 69871.
NMTB (от англ. National Machine Tool Builders Association),NST ,NT . Американский вариант конуса. Стандарт ANSI B5.18. Дюймовая размерность, конструктивно аналог ISO 297.
CAT ,CV (от англ. Caterpillar V-Flange). Американский вариант конуса. Стандарт ANSI B5.50. Дюймовая размерность, конструктивно аналог ISO 7388 вариант A.
BT — японская разновидность конуса согласно стандарта JIS B6339 (JMTBA MAS-403 «BT»). Дюймовая размерность, конструктивно аналог ISO 7388 вариант J.
NFE 62540 — французский стандарт.
IS 2340 ,IS 11173 — индийские стандарты. Первый аналог ISO 297, второй ISO 7388.
Типоразмер конуса обозначается цифрой, существуют размеры от 10-го до 80-го с шагом 5. Например, ISO10, NMTB40, BT50. Для всех стандартов размер конусной части одного типоразмера одинаков. Угол конуса 16°35’40″. В таблице размеров конусов D
обозначает базовый размер — наибольший диаметр конусного отверстия (гнезда),L обозначает глубину конусного отверстия. Эти значения также примерно соответствуют наибольшему диаметру конуса и его длине. Диаметр фланцаDF примерно одинаков у всех конструктивных разновидностей одного типоразмера. Конус с фланцем для автоматической смены инструмента
| Типоразмер | D | L | Резьба штревеля | DF |
| 10 | 15,87 | 21,8 | ||
| 15 | 19,05 | 26,9 | ||
| 25 | 25,40 | 39,8 | ||
| 30 | 31,75 | 49,2 | M12 | 50 |
| 35 | 38,10 | 57,2 | ||
| 40 | 44,45 | 65,6 | M16 | 63 |
| 45 | 57,15 | 84,8 | M20 | 80 |
| 50 | 69,85 | 103,7 | M24 | 97 |
| 55 | 88,90 | 132,0 | M24 | 130 |
| 60 | 107,95 | 163,7 | M30 | 156 |
| 65 | 133,35 | 200,0 | M36 | 195 |
| 70 | 165,10 | 247,5 | M36 | 230 |
| 75 | 203,20 | 305,8 | M40 | 280 |
| 80 | 254,00 | 390,8 | M40 | 350 |
Стандарты ISO и новый российский ГОСТ определяют несколько конструктивных разновидностей: одну для ручной смены инструмента и три разновидности для автоматической смены инструмента, обозначаемые буквами A
,U ,J . Каждой конструктивной разновидности соответствует свой фланец и штревель. Помимо того, стандарты регламентируют два метода подвода охлаждающей жидкости к инструменту: центральный через штревель (обозначается буквойD ) или боковой через фланец (буквойF ).
Старый ГОСТ 25827-93 определял три исполнения конусов. Исполнение 1 было аналогично ISO 297. Исполнение 2 было аналогично ISO 7388 вариант A. Исполнение 3 аналогов не имело. Стандарт не определял конструкций штревелей, только фланцев и резьб хвостовиков.
В настоящее время конуса обычно изготавливают со сменными штревелями, что улучшает совместимость оборудования разных стандартов.
Несоответствия между американской и российской метрической системами
В настоящее время пролювий с американской гравировкой КМ7 не соответствует российским стандартам. В России долгое время используют метрический штекель с конусом №80. Иногда оказывается, что использовать американский конус использовать неудобно – его длина не соответствует стандартам станка.
По этой причине пришлось удалить его толстую часть, и в настоящее время имеется девять размеров с более укороченным креплением. Хвостовая часть конуса Морзе за №80 может изготавливаться с различными вариациями. Но принцип их использования остается на высоком уровне и не требует особой спецподготовки.
КМ – это горнитос Морзе, который спроектирован компанией Кеннаметал. И в настоящее время является одним из наиболее часто используемых креплений инструмента. Такое положение дел является следствием длительного периода использования именно данного пролювия, ибо диапазон размеров в высшей степени зависит от того, насколько эффективно используется инструмент.
Очевидно одно: конус Морзе является сегодня наиболее часто используемым креплением для самых разных составляющих.
Republished by Blog Post Promoter
Особенности фрезерной оснастки с конусами 7:24 ISO
Конус 7:24 (он же конус ISO) используется как на универсальных станках с ручной сменой инструмента, так и на станках с ЧПУ с автоматической сменой инструмента. Он лишён недостатков, характерных для конуса «предыдущего поколения».
Около ста лет назад изобрели замену старейшему интерфейсу шпинделя – конусу Морзе. Конус с конусностью 7:24, называемый также конусом ISO, был главным образом предназначен для станков с ЧПУ, оснащенных узлом для автоматической смены инструмента.
Этот тип конуса лишён недостатков, характерных для конуса Морзе. Из-за самозаклинивания, присущего конусу Морзе, возникала проблема для автоматической установки в шпиндель станка. Конус 7:24 также обладает большей площадью осевого упора, которая влияет на точность установки инструмента. Кроме того, с помощью конуса ISO происходит центрирование оправки шпинделя фрезерного станка.
Закрепление фрезерной оснастки на шпинделе станка происходит благодаря резьбе на узком конце конуса. Обратная часть оправки используется для крепления режущих элементов – напрямую или через цанги.
Определяем размер конуса фрезерной оснастки
Размерность конусной части обозначается цифрой от 10 до 80 после наименования стандарта, о которых пойдет речь ниже. Сначала разберёмся с размерами.
Первый способ
Чтобы понять типоразмер конуса, вы должны измерить максимальный диаметр конуса. Самые типовые размеры мы указали в таблице ниже.
| № конуса | D, мм |
| 30 | 31,75 |
| 40 | 44,45 |
| 50 | 69,85 |
ISO 30 обычно применяется на небольших станках, ISO 40 – самый распространённый конус, который используется на средних станках, ISO 50 – соответственно на крупных.
Конечно, помимо данных типоразмеров конусов есть и другие, в том числе промежуточные – 35, 45 и т.п. Но перечисленные выше типоразмеры являются самыми популярными, и все производители оснастки выпускают их в серийном исполнении, что нельзя сказать о других размерах.
Второй способ
Определить размер метрического конуса можно также по внутренней резьбе. Для конуса 30 размера характерна резьба M12, для ISO 40 – M16, а для ISO 50 – M24. Передача крутящего момента осуществляется через пазы во фланце.
3 основных стандарта фрезерной оснастки с конусностью 7:24
SK (у некоторых производителей – DAT, AT)
- Описывается следующими стандартами: немецким DIN 69871, международным ISO 7388/1, российским ГОСТ 25827-2.
- Подходит для станков ЧПУ (выпущенных преимущественно в Европе) с автоматической сменой инструмента.
- Два паза на фланце оправки, паз вырезан полностью на всю ширину фланца.
- Визуально два кольца на фланце одинаковой ширины.
2. BT (у некоторых производителей – JIS)
- Описан японскими стандартами MAS 403 BT и JIS B 6339.
- Используется на ЧПУ-станках (преимущественно азиатских) с автоматической сменой инструмента.
- Из-за распространения азиатского оборудования в России, отечественные производители также производят оснастку типоразмеров по данному стандарту, хотя аналога среди отечественных стандартов нет.
- Два паза на фланце оправки, паз вырезан не до конца фланца.
- Визуально верхнее кольцо на фланце шире, чем нижнее.
NT
- Описывается следующими стандартами: немецким DIN 2080, международным ISO 7388/2, российским ГОСТ 25827-1.
- Применяется на универсальном оборудовании, а вот на станках с ЧПУ – не подойдёт, т.к. предусмотрена только ручная смена оснастки.
- Два паза на фланце оправки.
- Визуально одно кольцо на фланце и удлиненная резьбовая часть в виде цилиндра.
- Некоторые модели могут закрепляться в станке как на внутреннюю резьбу, так и за внешние выступы удлиненной части оправки.
- Под каждый вид оснастки используется свой штревель (винт) для фиксации и удержания в станке во время обработки.
- Национальные стандарты других стран, например, американские ANSI B5.18 с обозначением конуса как NMTB и NST, ANSI B5.50 обозначающийся литерами CAT, CV, или французский NFE 62540 не получили в России широкого распространения.
Подвод СОЖ
Еще один параметр, помимо типоразмера, который не стоит упускать при выборе фрезерной оправки для вашего станка, — это подача СОЖ.
Бывают оправки, не предусматривающие подачу СОЖ.
Если же у вас предусмотрена подача СОЖ на станке, то её можно осуществлять как через центральное отверстие, так и через фланец
Обратите на этот параметр внимание при выборе оснастки
Конус Морзе и метрический конус
Конус Морзе № 2 (MT2). Схема инструментального конуса (наружные конусы с лапкой, наружные конусы без лапки, внутренние конусы (гнёзда)). Конус Морзе — одно из самых широко применяемых креплений инструмента. Был предложен Стивеном А. Морзе приблизительно в 1864 году.
Конус Морзе подразделяется на восемь размеров, от КМ0
доКМ7 (англ. Morse taper, MT0-MT7, нем. Morsekegel, MK0-MK7). Конусность от 1:19,002 до 1:20,047 (угол конуса от 2°51’26″ до 3°00’52″, уклон конуса от 1°25’43″ до 1°30’26″) в зависимости от типоразмера.
Стандарты на конус Морзе: ISO 296, DIN 228, ГОСТ 25557-2016 «Конусы инструментальные. Основные размеры.»
. В российском стандарте конусКМ7 отсутствует, вместо него применяется несовместимый метрический конус № 80. Конусы, изготовленные по дюймовым и метрическим стандартам, взаимозаменяемы во всём, кроме резьбы хвостовика.
Существует несколько исполнений хвостовика конуса: с лапкой, с резьбой и без них. Инструмент с лапкой крепится в шпинделе заклиниванием этой лапки, для чего в рукаве некоторых шпинделей есть соответствующий паз. Лапка предназначена для облегчения выбивания конуса из шпинделя и предотвращения проворачивания. Инструмент с внутренней резьбой фиксируется в шпинделях штоком (штревелем), вворачивающимся в торец конуса. Конусы с резьбой гарантируют невыпадение инструмента и облегчают извлечение заклинившего конуса из шпинделя. Шпиндель обычно делается под один из вариантов фиксации — с лапкой, со штревелем или с фиксацией трением. Поскольку угол конуса меньше чем угол трения, фиксация хвостовика в гнезде может также происходить только за счет сил трения, без использования штревелей и лапок.
Некоторые конусы снабжаются системой отверстий и канавок для подачи смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ).
Метрический конус
По мере развития станкостроения понадобилось расширить диапазон размеров конусов Морзе как в большую, так и в меньшую стороны. При этом, для новых типоразмеров конуса, выбрали конусность ровно 1:20 (угол конуса 2°51’51″, уклон конуса 1°25’56″) и назвали их метрическими конусами
(англ. Metric Taper). Типоразмер метрических конусов указывается по наибольшему диаметру конуса в миллиметрах. ГОСТ 25557-2016 также определяет уменьшенные метрические конуса № 4 и № 6 (англ. ME4, ME6) и большие метрические конуса № 80, 100, 120, 160, 200 (англ. ME80 — ME200).
Конструктивных различий между конусом Морзе и метрическим нет. Размеры наружного и внутреннего конуса (по ГОСТ 25557-2006), ммТаблица 1
| Обозначение конуса | Конусность | D | D1 | d | d1 | d2 | d3 max | d4 max | d5 | l1 max | l2 max | l3 max | l4 max | l5 min | l6 | |
| Метрический | № 4 | 1:20 | 4 | 4,1 | 2,9 | — | — | — | 2,5 | 3 | 23 | 25 | — | — | 25 | 21 |
| № 6 | 1:20 | 6 | 6,2 | 4,4 | — | — | — | 4 | 4,6 | 32 | 35 | — | — | 34 | 29 | |
| Морзе | КМ 0 | 1:19,212 | 9,045 | 9,2 | 6,4 | — | 6,1 | 6 | 6 | 6,7 | 50 | 53 | 56,3 | 59,5 | 52 | 49 |
| КМ 1 | 1:20,047 | 12,065 | 12,2 | 9,4 | M6 | 9 | 8,7 | 9 | 9,7 | 53,5 | 57 | 62 | 65,5 | 56 | 52 | |
| КМ 2 | 1:20,020 | 17,780 | 18 | 14,6 | M10 | 14 | 13,5 | 14 | 14,9 | 64 | 69 | 75 | 80 | 67 | 62 | |
| КМ 3 | 1:19,922 | 23,825 | 24,1 | 19,8 | M12 | 19,1 | 18,5 | 19 | 20,2 | 80,1 | 86 | 94 | 99 | 84 | 78 | |
| КМ 4 | 1:19,254 | 31,267 | 31,6 | 25,9 | M16 | 25,2 | 25,2 | 24 | 26,5 | 102,5 | 109 | 117,5 | 124 | 107 | 98 | |
| КМ 5 | 1:19,002 | 44,399 | 44,7 | 37,6 | M20 | 36,5 | 35,7 | 35,7 | 38,2 | 129,5 | 136 | 149,5 | 156 | 135 | 125 | |
| КМ 6 | 1:19,180 | 63,348 | 63,8 | 53,9 | M24 | 52,4 | 51 | 51 | 54,6 | 182 | 190 | 210 | 218 | 188 | 177 | |
| КМ 7 | 1:19,231 | 83,058 | — | 285.75 | 294.1 | |||||||||||
| Метрический | № 80 | 1:20 | 80 | 80,4 | 70,2 | M30 | 69 | 67 | 67 | 71,5 | 196 | 204 | 220 | 228 | 202 | 186 |
| № 100 | 1:20 | 100 | 100,5 | 88,4 | M36 | 87 | 85 | 85 | 90 | 232 | 242 | 260 | 270 | 240 | 220 | |
| № 120 | 1:20 | 120 | 120,6 | 106,6 | M36 | 105 | 102 | 102 | 108,5 | 268 | 280 | 300 | 312 | 276 | 254 | |
| № 160 | 1:20 | 160 | 160,8 | 143 | M48 | 141 | 138 | 138 | 145,5 | 340 | 356 | 380 | 396 | 350 | 321 | |
| № 200 | 1:20 | 200 | 201 | 179,4 | M48 | 177 | 174 | 174 | 182,5 | 412 | 432 | 460 | 480 | 424 | 388 |
- В ГОСТ 25557 абберевиатура КМ отсутствует, типоразмер обозначен только цифрой
- Отсутствует в ГОСТ 25557
Укороченные конуса Морзе
Конус Морзе:
Медиафайлы на Викискладе
Для многих применений длина конуса Морзе оказалась избыточной. Поэтому были придуманы девять типоразмеров укороченных конусов Морзе, полученных «удалением» примерно половины исходных конусов. Цифра в обозначении укороченного конуса — округлённый диаметр новой толстой части конуса в мм. Российский стандарт на укороченные конуса ГОСТ 9953-82 «Конусы инструментов укороченные. Основные размеры.». В скобках приведены обозначения по старому ГОСТ 9953-67 (с буквой a
конуса, у которых осталась более тонкая часть, а с буквойb — более толстая).
- B7 (0a ) — укороченный до 14 ммКМ0 .
- B10 (1a ),B12 (1b ) — укороченный до 18 и 22 мм соответственноКМ1 .
- B16 (2a ),B18 (2b ) — укороченный до 24 и 32 мм соответственноКМ2 .
- B22 (3a ),B24 (3b ) — укороченный до 45 и 55 мм соответственноКМ3 .
- B32 (4b ) — укороченный до 57 ммКМ4 .
- B45 (5b ) — укороченный до 71 ммКМ5 .
Укороченные конусы Морзе
Для решения ряда производственных задач длина классического конуса является чрезмерной. В данном случае целесообразно использование укороченных изделий. Длина таких конусов в 2 раза меньше оригинальной. Они оперативно фиксируются в шпинделе, позволяют качественно выполнять работы в ограниченном пространстве.
Укороченные модели пропорциональны конусам КМ, имеют соответствующие обозначения:
- В7 – КМ0 длиной 14 мм;
- В10 – КМ1 длиной 18 мм;
- В12 – КМ1 длиной 22 мм;
- В16 – КМ2 длиной 24 мм;
- В18 – КМ 2 длиной 32 мм;
- В22 – КМ3 длиной 45 мм;
- В24 – КМ3 длиной 55 мм;
- В32 – КМ4 длиной 57 мм.
Наиболее крупные конусы – В45. Они являются укороченной версией КМ5, имеют длину 71 мм.
Рис. 5 Конус 7:24
