Конусы инструментальные: конус морзе, din 2080, din 69871, mas 403, гост 25827-93

Разновидности конусов

Морзе может изготовляться по разным технологиям, поэтому не всегда один инструмент можно без проблем заменить на другой.

Прежде чем подбирать подходящий обтекатель, нужно определиться, какие у конуса Морзе размеры, соответствующие ГОСТу.

Инструменты зачастую отличаются друг от друга длиной, диаметром, величиной угла.

При выборе обтекателя нужно обращать внимание на буквенные обозначения и на цифры:

• число напротив буквы «Д» означает базовый размер конусного гнезда;
• числовой показатель возле «Л» — это глубина проникновения.

Размеры эти общие для всех стран, где активно применяется метрическая система счисления. Создаваемые сегодня обтекатели Морзе, как правило, имеют переходники, которые можно менять. Это упрощает работу, так как оборудование может быть совмещено с разными стандартами.

Заглавные буквы латинского алфавита обозначают особенности фланцевого сечения. Сам пролювий может иметь длину от 2,5 см до 16 см.

Сегодня наиболее качественными обтекателями для сверлильных станков можно считать инструменты, которые выпускаются под брендами «Кеннаметал» и «Капто».

Те, кто работает на станке, прекрасно знают, что они обладают хорошей устойчивостью к резким и значительным изменениям температуры. Конусы этих марок достаточно прочны и удобны в использовании. Они отвечают всем необходимым требованиям. Морзе, которые имеют маркировку «Капто», выпускаются на свет и распространяются по всему миру фирмой «Сандвик Коромант».

https://youtube.com/watch?v=evWPoMxRr-Q

Сегодня такие инструменты продвигаются как аналоги HSK высшего класса. Сам обтекатель при проекции на плоскость будет иметь форму треугольника. На его круглых краях есть углубления. Но следует заметить, что такой инструмент имеет довольно высокую цену, так как процесс его изготовления весьма сложный. В свою очередь, Капто подразделяются на несколько типов, наиболее популярными среди которых являются те, что обозначены как «С3» и «С10».

Первоначально такой инструмент создавался для того, чтобы его можно было использовать при зажиме цанговым методом.

Существует разделение на 8 размеров: самый маленький из них обозначается как «КМ0», а самый большой — как «КМ7». Все остальные типы конусов также обозначаются буквами «К», «М» и цифрой от 1 до 6

. Впрочем, российский стандарт не рекомендует применять обтекатель Морзе КМ7, вместо него используется метрический конус № 80.

Обтекатели, которые созданы по дюймовым и метрическим стандартам, могут заменять друг друга. Они похожи во всем и различаются только резьбой хвостовика.

Формула для определения конусности

Провести самостоятельно расчет конусности можно при применении различных формул. Стоит учитывать, что в большинстве случаев показатель указывается в градусах, но может и в процентах – все зависит от конкретного случая. Алгоритм проведения расчетов выглядит следующим образом:

1. K=D-d/l=2tgf=2i. Данная формула характеризуется тем, что конусность характеризуется двойным уклоном. Она основана на получении значения большого и меньшего диаметра, а также расстояния между ними. Кроме этого определяется угол.
2. Tgf=D/2L. В данном случае требуется протяженность отрезка, который связывает большой и малый диаметр, а также показатель большого диаметра.
3. F=arctgf. Эта формула применяется для перевода показателя в градусы. Сегодня в большинстве случаев применяются именно градусы, так как их проще выдерживать при непосредственном проведении построений. Что касается процентов, то они зачастую указываются для возможности расчета одного из диаметров. К примеру, если соотношение составляет 20% и дан меньший диаметр, то можно быстро провести расчет большого.

Как ранее было отмечено, конусность 1:5 и другие показатели стандартизированы. Для этого применяется ГОСТ 8593-81.

На чертеже вычисления не отображаются. Как правило, для этого создается дополнительная пояснительная записка. Вычислить основные параметры довольно просто, в некоторых случаях проводится построение чертежа, после чего измеряется значение угла и другие показатели.

интернет-магазин “Развертка” – производство и продажа промышленного инструмента | Общие сведения о конусах

Элементы конуса.

На рис показана деталь, средняя часть которой — конус. На этом рисунке D — больший диаметр конуса; d — меньший диаметр конуса; I — длина конуса; L — длина детали, часть которой есть конус; АВ — образующая конуса; 2а — угол конуса; а — угол уклона конуса (равен половине угла конуса).

На чертежах деталей с коническими поверхностями указывается иногда конусность этих поверхностей, а иногда уклон конуса.

Конусностью называется отношение разности диаметров двух поперечных сечений конуса к расстоянию между ними. Конусность обозначается буквой К- Если диаметр одного сечения конуса есть D, другого — d и расстояние между этими сечениями есть /, то конусность этого конуса может быть определена по формуле (4)

К = D-d/l

Пример:

Конусность и уклон конуса выражаются обычно простой дробью, записываемой так: 1 : 20; 1 : 50 и т. д. В некоторых случаях конусность и уклон конуса указывают на чертежах десятичной дробью, например: 0,05; 0,02 «и т. д.

Если даны два конуса с конусностью у первого 0,05, а у второго 1 : 20, то очевидно, что конусность их одинакова. В самом деле,

0,05=5/100=1/20

Связь между размерами конуса.

Это можно делать, пользуясь табл. 37.

Пользование табл. 37 поясним на примерах.

Пример 1:

Пример 2:

Пример 3:

Пример 4:

Стандартные конусы, применяемые в машиностроении.

В маши­ностроении приняты инструментальные конусы, называемые конусами Морзе и метрическими. Конические хвостовики многих ре­жущих инструментов (сверл, зенкеров, разверток и т. д.

) имеют эти конусы. Конические отверстия в шпинделях станков — также конусы Морзе или метрические.

В инструментальном деле и в общем машиностроении приняты, кроме того, конусы с конусностью 1 : 30 и 1 : 50.

Инструментальные конусы стандартизованы двух типов — с лапкой (рис. 144, а) и без лапки (рис. 144, б).

С лапкой бывают конусы Морзе семи размеров, обозначаемые № 0, 1, 2, 3, 4, 5 и 6, и метрические, обозначаемые № 80, 100, 120, 140 (рекомендуется по возможности не применять), 160 и 200. Конусы без лапки Морзе и метрические бывают тех же номеров, как и ко­нусы с лапкой. Кроме того, стандартизованы метрические конусы без лапки — № 4 и 6.

Так, например, у конуса Морзе № 2 с лапкой D = 17,980 мм, d = 14,059 мм и / = 78,5 мм. Углы уклона у всех номеров конусов Морзе различны, но колеблются в довольно узких пределах, от 1° 25′ 43″ у конуса № 1 до 1° 30′ 26″ у конуса № 5. Неодинакова также и их конусность, которая колеблется в пределах 0,04988 у конуса № 1 до 0,05263 у конуса № 5.

Самый маленький метрический конус имеет № 4, самый большой — № 200. Номер метрического конуса соответствует количеству миллиметров, содержащихся в большем диаметре данного конуса. Например, у метрического конуса № 80 больший диаметр равен 80 мм.

Углы уклона метрических конусов всех размеров и конусность их постоянны, а именно: а — 1°25’56», К = 1 : 20 = 0,05.

Конусность 1 : 30 имеют отверстия в насадных развертках и зенкерах. Коническая форма отверстий в этих инструментах необходима для лучшего центрирования и прочности посадки их на оправках. Такую же конусность имеют и рабочие концы оправок для разверток и зенкеров’. Угол уклона при конусности 1 : 30 составляет 0° 55′.

Конусность 1 : 50 имеют установочные штифты, применяемые в случае, когда необходимо, чтобы две детали машины, скрепленные болтами, не могли перемещаться одна относительно другой (например, фартук суппорта и его продольные салазки). Установочные штифты входят в отверстия, просверленные и развернутые одновременно в обеих деталях, после их сборки. Конусность таких штифтов принята равной 1:50, что соответствует углу уклона а=0°34′.

Наилучшие разновидности конусов на сегодняшний день

В наши дни особой популярностью, благодаря своему качеству, пользуются инструментальные конусы Морзе компаний HSK, Capto и Kennametal. Хорошая устойчивость к изменениям температуры и соответствие жестким требованиям в станкостроении позволило конусам Морзе этих брендов стать лидерами рынка.

HSK – это полые инструменты с конусностью 1:10. Обозначаются буквой латинского алфавита и цифрой, обозначающей больший диаметр фланца

Главной особенностью таких изделий является быстрая замена инструмента, что очень важно в станках с ЧПУ

Инструментальные конусы Capto соответствуют международному стандарту ISO и являются высококлассной продукцией. Продукция дорогостоящая из-за сложности изготовления, но высокая точность позволит минимизировать брак на производстве при использовании на станках этих инструментов. Особенность конструкции не позволяет им провернуться во время работы станка, происходит самозаклинивание. Жесткость соединения продукции компании Capto – это основное их преимущество перед другими конкурентами

Продукция Kennametal менее распространена, но так же отлично справляется со своим предназначением.

Продукция компаний B&S, Jacobs и Jarno распространены в основном в США, так как не имеют подтверждения международных стандартов и создаются соответственно для американского рынка, где пользуются большим спросом.

Компания Bridgerport Machines разработала модель R8 для цанговых зажимов на своем оборудовании. Но затем изобретение было доработано и выпущено на международный рынок. Эффективность этого средства вызвала в свое время фурор и стали появляться всевозможные аналоги. На сегодняшний день компания выпускает только один вид исполнения такого механизма.

Инструментальный конус 7:24 широко применяем в станках с ЧПУ, где смена инструмента происходит автоматически. Являясь инструментальным, он обладает рядом преимуществ перед обычным и поэтому так популярен в станкостроении. Существует множество его разновидностей. Во многих странах разработаны собственные стандарты к нему и поэтому между собой модели 7:24 от разных производителей не заменяют друг друга.

Конус 1:50 также широко применим в машиностроительной отрасли, если требуется дополнительно скрепить два изделия с резьбовым соединением. Для этого у модели 1:50 есть специальный штифты, которые необходимо вставить в обрабатываемые изделия, предварительно просверлив в тех отверстия в соответствующих местах.

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

Особенности построения уклона и конусности

Область черчения развивалась на протяжении достаточно длительного периода. Она уже много столетий назад применялась для передачи накопленных знаний и навыков. Сегодня изготовление всех изделия может проводится исключительно при применении чертежей. При этом ему больше всего внимания уделяется при наладке массового производства. За длительный период развития черчения были разработаны стандарты, которые позволяют существенно повысить степень читаемости всей информации. Примером можно назвать ГОСТ 8593-81. Он во многом характеризует конусность и уклон, применяемые методы для их отображения. Начертательная геометрия применяется для изучения современной науки, а также создания различной техники. Кроме этого, были разработаны самые различные таблицы соответствия, которые могут применяться при проведении непосредственных расчетов.

Различные понятия, к примеру, сопряжение, уклон и конусность отображаются определенным образом. При этом учитывается область применения разрабатываемой технической документации и многие другие моменты.

К особенностям построения угла и конусности можно отнести следующие моменты:

1. Основные линии отображаются более жирным начертанием, за исключением случая, когда на поверхности находится резьба.
2. При проведении работы могут применяться самые различные инструменты. Все зависит от того, какой метод построения применяется в конкретном случае. Примером можно назвать прямоугольный треугольник, при помощи которого выдерживается прямой угол или транспортир.
3. Отображение основных размеров проводится в зависимости от особенностей чертежа. Чаще всего указывается базовая величина, с помощью которой определяются другие. На сегодняшний день метод прямого определения размеров, когда приходится с учетом масштаба измерять линии и углы при помощи соответствующих инструментов практически не применяется. Это связано с трудностями, которые возникают на производственной линии.

В целом можно сказать, что основные стандарты учитываются специалистом при непосредственном проведении работы по построению чертежа.

В проектной документации, в которой зачастую отображается конусность, при необходимости дополнительная информация выводится в отдельную таблицу.

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.

Размеры конуса Морзе

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.

Укороченный конус

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.

Хвостовики инструментальных оправок.

В данной статье рассмотрим наиболее часто встречающиеся инструментальные хвостовики оправок и их размеры.

Отметим важный отечественный стандарт ГОСТ 24644 — определяет размеры концов шпинделей и хвостовики инструментов сверлильных, расточных и фрезерных станков.

(Со ссылкой на ГОСТ 15 001-88, ГОСТ 2789-73, ГОСТ 2848-75, ГОСТ 8908-81, ГОСТ 9953-82, ГОСТ 11738-84, ГОСТ 14034-74, ГОСТ 15945-82, ГОСТ 16093-81, ГОСТ 17166-71, ГОСТ 19860-74, ГОСТ 25557-82, ГОСТ 25827-83)

Наиболее часто встречающийся станочный конус 7:24 (SK – Steil Kegel, «крутой конус»), оправки таких стандартов как

(соответствие с нашими ГОСТами приведено в скобках)

DIN 2080 (ГОСТ 25827 исп.1) — оправки для ручной смены инструмента, как правило фиксируются длинным штревелем сквозь шпиндель станка, в некоторых каталогах обозначаются NT

DIN 69871 (ГОСТ 25827 исп.2) — могут в каталогах иметь обозначение DV, SK

ГОСТ 25827 исп.3 — нет аналога

MAS 403 BT (JIS B6339) — чаще на станках Азиатского производства, не имеют аналогов с отечественным ГОСТ

ANSI/CAT — ANSI B5.18, NST, ANSI B5.50 — обозначение CAT, CV — чаще у оправок, ориентированных под Американский рынок (но зачастую возможно применение оправок DIN 69871)

Нужно так же заметить, что размеры конусов у таких оправок, как правило, одинаковые (т.е. к примеру, конус 40 что у оправки по DIN2080, что у оправки по DIN69871 и прочих ранее указанных — конуса будут одинаковые по размерам, отличия будут только в конструкциях и размерах мест под захватные места манипулятором станка (поясок с канавкой, или иногда его называют «юбкой» оправки) для автоматической смены оправки (так же возможны дополнительные конструктивные выступы со стороны центрового отверстия (со стороны штревеля), такие как в DIN 2080 или в ГОСТ 25827 исп.3)

Размеры хвостовиков 7:24, соответствуют ИСО 7388-1-83.

 
 
 

ГОСТ 25827 исп.3

Буквы в конце номера оправки указывают на исполнение подвода СОЖ через оправку.

Нужно так же указать на новые исполнения оправок по DIN69871, MAS403BT, ANSI/SAT, в которых предусмотрен контакт оправки со шпинделем не только по конусу, но и по торцу шпинделя.

Такие оправки более точные, и их называют оправки с двойным контактом (Dual Contact, Face Contact и т.д.), они более жесткие.

Но есть возможность установки, например, в станок рассчитанный под оправки с двойным контактом оправок обычных, при этом они просто не будут опираться на торец шпинделя (хотя конечно это не желательно, но допустимо в отдельных случаях).

Оправки с конусами HSK типа (угол конусности 2 град., 51 мин., 78 сек., с соотношением стенок 1:10).

Система HSK (Hohl Shaft Kegel — полый конический хвостовик) разрабатывалась как система крепления для скоростной обработки. Существует 6 типов исполнения хвостовиков, обозначаются буквами от A до F, применение A, B, C и D рассматривалось для более низких скоростей, E и F для высоких скоростей.

Основные различия в приводных пазах, захватных пазах, отверстиях под СОЖ, и площади поверхности фланца.

Приводные пазы находятся в конце хвостовика, они различной глубины, что позволяет устанавливать оправку только в одном положении.

Хвостовик в стиле А имеет размер конуса на один размер больше, чем в стеле В, это условие верно и для стилей D и F. Оправки в стиле С были разработаны исключительно для ручного зажатия.

В токарно-фрезерных, многофункциональных станках применяются оправки HSK-T (буква Т указывает что это токарное исполнение)

Отличие от оправок типа А незначительное по допускам, в связи с этим возможна взаимозаменяемость.

Конуса Морзе DIN228 (ГОСТ 25557)

 
 

 

 
 
 

Стандарт R8 DIN 1835 B — DIN6499/ISO15488

Стандарт ISO26623

Стандарт VDI DIN69880 (ГОСТ24600)

Резцедержатели изготовлены согласно DIN 69880, точность хвостовика — соответствует классу IT6 (H6)

• В соответствии с нормами DIN 69880-6 биение цанговых патронов DIN 6499 и DIN 6388 составляет 0,02

• Изготовлены из стали с последующей цементацией, твердость 58+/-2 HRC, прочность 800-1000 Н/мм2 

• Все внутренние диаметры, хвостовик и насечки отшлифованы

 

 
 
Приводные блоки

Укороченные инструментальные конуса ГОСТ 9953  (DIN238)

 
 
Справочная информация
 
 

Укороченные конусы Морзе

В процессе развития станкостроения появились станки, в которых размеры патронов под инструмент оказались меньше длины стандартных конусов Морзе, что создавало большие проблемы с подбором инструмента и установкой его в станок. Для таких станков был разработан отдельный вид укороченных конусов Морзе.

Главной особенностью таких конусов является то, что при сохраненном большем диаметре и конусности, длина хвостовика была уменьшена. При этом, укороченные конусы, благодаря сохранению своей формы, ни в чем не уступают стандартным. Они позволяют так же надежно закреплять инструмент и так же быстро производить его замену.

Ниже приведены основные размеры укороченных конусов Морзе:

Наименованиеконуса

Инструментальные метрические конусы и конусы Морзе в настоящее время объединены в один стандарт (ГОСТ 25557-82 — Конусы инструментальные. Основные размеры.), это сложилось исторически из-за широкого распространения конуса Морзе и вследствие расширения диапазона размеров инструментальных конусов. Конструктивных различий между ними нет, основное различие в конусности; в конусе Морзе используется переменная конусность от 1:19,002 до 1:20,047, в метрических инструментальных конусах используется постоянная конусность 1:20

Конус Морзе

Один из самых широко применяемых креплений инструмента, подразделяется на восемь размеров, от 0 до 7 и девять размеров укороченных конусов Морзе (B7, B10, B12, B16, B18, B22, B24, B32, B45) . Конус Морзе был предложен Стивеном А. Морзе (Stephen A. Morse) (также изобретатель спирального сверла) приблизительно в 1864.

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		1:19,212	9,045	9,2	6,4	—	6,1	6	6	6,7	50	53	56,3	59,5	52	49
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
2	1:20,020	17,780	18	14,6	M10	14	13,5	14	14,9	64	69	75	80	67	62
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
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
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
6	1:19,180	63,348	63,8	53,9	M24	52,4	51	51	54,6	182	190	210	218	188	177
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

Продолжение табл. 1

Обозначение конуса	a	b	e	c	Rmax	r	tmax	i (min)	g	h
Метрический	4	2	—	—	—	—	—	2	—	2,2	8
6	3	—	—	—	—	—	3	—	3,2	12
Морзе		3	3,9	10,5	6,5	4	1	4	—	3,9	15
1	3,5	5,2	13,5	8,5	5	1,2	5	16	5,5	19
2	5	6,3	16	10,5	6	1,6	5	24	6,3	22
3	5	7,9	20	13	7	2	7	28	7,9	27
4	6,5	11,9	24	16	8	2,5	9	32	11,9	32
5	6,5	15,9	29	19	10	3	10	40	15,9	38
6	8	19	40	27	13	4	16	50	19	47
Метрический	80	8	26	48	24	24	5	24	65	26	52
100	10	32	58	28	30	5	30	80	32	60
120	12	38	68	32	36	6	36	80	38	70
160	16	50	88	40	48	8	48	100	50	90
200	20	62	108	48	60	10	60	100	62	110

• ГОСТ 25557-82— Конусы инструментальные. Основные размеры.
• ГОСТ 9953-82 — Конусы инструментов укороченные. Основные размеры.

Информация

Часто в строительной практике или даже повседневной жизни приходится сталкиваться с необходимостью построения конуса. Процесс построения требует определенных знаний и высокой точности, иначе конус будет иметь определенные отклонения от необходимых параметров и это может привести к тем или иным неприятным последствиям. Расчет развертки конуса является важнейшей частью при создании выкройки для конуса. Данный показатель относительный и при его расчете необходимо знать ряд других параметров. При этом, необходимо понимать, что существует два вида конусов. Первый вид называется «Прямой конус», то есть классическом его понимании. Второй вид называется «Усеченный конус» — часть конуса, которая заключается между основанием и секущей плоскостью, параллельной его основанию. Расчет развертки прямого конуса отличается от того, как производится расчет развертки усеченного конуса. Отличие заключается в том, что у усеченного конуса появляется еще одна переменная и по итогу расчета калькулятор сообщает в расчете не только расстояние и угол, но и два радиуса. Наш онлайн калькулятор имеет встроенные формулы, что позволяет производить расчет данных показателей, просто выбрав вид конуса и введя абсолютные значения в соответствующие ячейки. Возможности и принцип построения системы калькулятора исключают допущение ошибок при расчетах, и избавляют пользователя от необходимости в самостоятельном детальном изучении методик расчета.

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 до КМ7 (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 конус КМ7 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.

Таблица 1

Обозначение конуса
Конусность
D
D₁
d
d₁
d₂
d_{3 max}
d_{4 max}
d₅
l_{1 max}
l_{2 max}
l_{3 max}
l_{4 max}
l_{5 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
1:19,992
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

1. В ГОСТ 25557 абберевиатура КМ отсутствует, типоразмер обозначен только цифрой
2. Отсутствует в ГОСТ 25557

Укороченные конуса Морзе

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 буквой b — более толстая).

• B7 (0a) — укороченный до 14 мм КМ0.
• B10 (1a), B12 (1b) — укороченный до 18 и 22 мм соответственно КМ1.
• B16 (2a), B18 (2b) — укороченный до 24 и 32 мм соответственно КМ2.
• B22 (3a), B24 (3b) — укороченный до 45 и 55 мм соответственно КМ3.
• B32 (4b) — укороченный до 57 мм КМ4.
• B45 (5b) — укороченный до 71 мм КМ5.

Общие требования

Основными эксплуатационными условиями, определяющими эффективное использование сверлильных патронов в соответствующем оборудовании, являются:

1. Жёсткость крепления, которая не должна зависеть от числа оборотов, развиваемых шпинделем.
2. Отсутствие радиального биения сверла в пределах допустимых подач и твёрдости обрабатываемого материала.
3. Удобство установки в шпиндель станка.
4. Наличие дополнительных функциональных возможностей (например, подачи смазочно-охлаждающей жидкости к зоне сверления).

Жёсткость крепления всегда соотносится с материалом сверла и его свободной длиной. Например, для твердосплавных свёрл, устойчивость которых от продольного изгиба крайне мала, сверлильный патрон должен обеспечивать возможность своего самоцентрирования. Вторая задача жёсткости – обеспечить максимально возможные нагрузки на инструмент без риска его поломки.

Опасность радиального биения особо возрастает, если сверлению подвергают твёрдые и пористые материалы. В этих случаях сверло также теряет свою продольную устойчивость, и может вызвать неисправимый брак при сверлении.

В условиях частых переналадок универсального металлорежущего оборудования (к которому относится и любой сверлильный станок) сокращение подготовительно-заключительного времени – важный источник снижения трудоёмкости операции. При сверлении труднообрабатываемых материалов, а также при значительной глубине получаемого отверстия процесс часто приходится прерывать из-за необходимости охлаждения сверла. С этой целью конструкции современных сверлильных патронов предусматривают подачу смазочно-охлаждающих технологических сред (СОЖ) непосредственно во время проведения операции.

При производстве крепёжных узлов используются только определённые марки сталей. Чаще используется сталь 40Х по ГОСТ 4543-91, хотя в ряде зарубежных конструкций применяются и нержавеющие стали. Детали, предназначенные для непосредственного зажима сверла в патроне, изготавливаются из среднеуглеродистых сталей с термообработкой «улучшение», или из цементированных сталей. Поверхность сверлильных патронов отечественного производства, с целью повышения антикоррозионных характеристик, подвергают воронению.

Далее рассматриваются конструкции патронов, получивших наибольшее распространение.