Конус морзе 3 чертеж

Содержание

Ко́нус инструмента́льный — конический хвостовик инструмента (сверло, зенкер, фреза, развёртка, зажимной патрон, электрод контактной сварки) и коническое отверстие соответствующего размера (гнездо) в шпинделе или задней бабке, например, токарного станка. Предназначен для быстрой смены инструмента с высокой точностью центрирования и надёжностью крепления. Существует много стандартов на различные конусы, различающиеся по конусности и исполнению.

Конус Морзе и метрический конус [ править | править код ]

Конус Морзе — одно из самых широко применяемых креплений инструмента. Был предложен Стивеном А. Морзе приблизительно в 1864 году [1] .

Конус Морзе подразделяется на восемь размеров, от КМ0 до КМ7 (англ. Morse taper, MT0-MT7 , нем. Morsekegel, MK0-MK7 ) [2] [3] . 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 к применению не рекомендован, 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 [ править | править код ]

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), мм

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 КМ0 1:19,212 9,045 9,2 6,4 — 6,1 6 6 6,7 50 53 56,3 59,5 52 49 КМ1 1:20,047 12,065 12,2 9,4 M6 9 8,7 9 9,7 53,5 57 62 65,5 56 52 КМ2 1:20,020 17,780 18 14,6 M10 14 13,5 14 14,9 64 69 75 80 67 62 КМ3 1:19,992 23,825 24,1 19,8 M12 19,1 18,5 19 20,2 80,1 86 94 99 84 78 КМ4 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 КМ5 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 КМ6 1:19,180 63,348 63,8 53,9 M24 52,4 51 51 54,6 182 190 210 218 188 177 КМ7 [сн 1] 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. ↑ Отсутствует в ГОСТ 25557-2006

Укороченные конуса Морзе [ править | править код ]

• Медиафайлы на Викискладе

Для многих применений длина конуса Морзе оказалась избыточной. Поэтому были придуманы девять типоразмеров укороченных конусов Морзе, полученных удалением более толстой части конуса Морзе. Цифра в обозначении короткого конуса — диаметр новой толстой части конуса в мм. Российский стандарт на укороченные конуса ГОСТ 9953-82 «Конусы инструментов укороченные. Основные размеры.».

• B7 — укороченный до 14 мм КМ0.
• B10, B12 — укороченный до 18 и 22 мм соответственно КМ1.
• B16, B18 — укороченный до 24 и 32 мм соответственно КМ2.
• B22, B24 — укороченный до 45 и 55 мм соответственно КМ3.
• B32 — укороченный до 57 мм КМ4.
• B45 — укороченный до 71 мм КМ5.

Конус 7:24 [ править | править код ]

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 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 фланца DF примерно одинаков у всех конструктивных разновидностей.

Конус	D	L	Резьба	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 буквой D) или боковой через фланец (буквой F).

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.

HSK, КМ [ править | править код ]

HSK-конус (от нем. Hohlschaftkegel или англ. Hollow Shaft Taper , полый конус) используется во фрезерных обрабатывающих центрах и особенно в токарно-фрезерных центрах. Стандарты на эти конуса ISO 12164, DIN 69893, ГОСТ Р ИСО 12164. Конусность 1:10.

Имеет несколько конструктивных разновидностей фланцев, обозначаемых буквами A, B, C, D, E, F. Размер конуса обозначается цифрой наибольшего диаметра фланца в мм (от 25 до 160). Например, HSK-A63. Следует учесть, что диаметр фланца и размер конуса могут не совпадать у разных конструктивов, например, HSK-A50 и HSK-В63 имеют одинаковый конус, а HSK-A63 и HSK-В63 — разный.

Главные достоинства HSK-соединения: автоматическая быстрая смена инструмента (что очень важно в обрабатывающих центрах с ЧПУ), небольшой вес, возможность устанавливать в шпиндель токарные резцы, хорошая повторяемость, жесткость. Как правило, стандартные резцы квадратного сечения устанавливаются в специальную промежуточную оправку, которая, в свою очередь, имеет конус HSK. Но иногда также используются резцы, имеющие хвостовик HSK.

KM — конус, разработанный компанией Kennametal. По сути сходен с HSK, но не получил массового распространения. Конструкция КМ не запатентована.

Capto [ править | править код ]

Конус Capto, разработанный компанией Sandvik Coromant, сегодня продвигается, как аналог HSK премиум-класса. С 2008 года посадка Capto вошла в международный стандарт ISO 26623.

В сечении он представляет собой треугольник со скругленными краями и выгнутыми сторонами. Угол поверхности посадки взят аналогично конусу Морзе. Такая форма не позволяет конусу провернуться в гнезде, обеспечивает необходимое самозаклинивание и повторяемость при разборке-сборке по всем осям. Понятно, что с одной стороны базирование на треугольник более предпочтительно ввиду гораздо большей жесткости передачи. Однако технология изготовления такого конуса несколько сложнее и следовательно дороже для конечного потребителя. При всей своей премиумной цене логически обоснованным является применение Capto для черновой, получерновой обработки.

Главное преимущество посадки Capto по отношению к другим посадкам — жесткость соединения. Некоторые производители станков, проверив на практике возможности интерфейса Capto, стали интегрировать его в базовый шпиндель станка (WFL, Mazak). В зависимости от размера соединения Capto обозначаются C3..C10. Существуют следующие типоразмеры интерфейса (указан диаметр фланца):

• С3 — 32мм
• С4 — 40мм
• С5 — 50мм
• С6 — 63мм
• С8 — 80мм
• С10 — 100мм

При всей своей привлекательности этот конус не отвечает требованию концентрации износа. (То есть при превышении нагрузки на шпиндель — сгорит шпиндель, но Capto не провернется)

Brown & Sharpe, Jacobs, Jarno [ править | править код ]

По внешнему виду и сферам применения похожи на конуса Морзе [4] . Спецификации конусов являются внутрифирменными, национальных или международных стандартов на них нет. Получили распространение, в основном, на территории США.

R8 [ править | править код ]

Внутрифирменный конус, изначально создавался специально для цанговых зажимов. Впоследствии конструктив стал использоваться как инструментальный конус. Разработан компанией Bridgeport Machines для своего оборудования, получил некоторое распространение, в том числе, в виде клонов этого оборудования. Существует один типоразмер этого конуса.

Переходные оправки и втулки [ править | править код ]

Для уменьшения номенклатуры инструмента выпускаются разнообразные переходники из одних конусов в другие. Переходник типа наружный конус — внутренний конус именуют переходной втулкой. Переходник типа наружный конус — наружный конус именуют переходной оправкой. Например, оправка с конуса 7:24 на укороченный конус Морзе обозначается ISO30-B16.

Другие конусы, применяемые в машиностроении [ править | править код ]

Конус 1:50 [ править | править код ]

Конусность 1:50 имеют установочные штифты, применяемые при необходимости дополнительного скрепления двух деталей, зафиксированных резьбовым соединением, чтобы они не могли перемещаться одна относительно другой. Установочные штифты вставляются в отверстия, просверленные и конически развернутые одновременно в обеих деталях, после их сборки. Конусность 1:50 соответствует углу уклона 0°34′ [5] .

Конус 1:30 [ править | править код ]

Конусы насадных разверток, зенкеров и оправки для них. Конусность 1:30 соответствует углу уклона 0°55′ [5] .

Конус 1:16 [ править | править код ]

Резьба обсадных труб 6 5/8", бурильных и насосно-компрессорных труб, резьба трубная коническая общего назначения.

Конус 1:10 [ править | править код ]

Концы валов электрических и других машин и соответствующие им муфты. ГОСТ 12081-72.

Центры упорные и конусы инструментов для тяжелых станков. ГОСТ 7343—72.

Отверстия под заклепки в котельных листах, мостовых и корабельных конструкциях (т. н. котельный конус).

Конус 1:7 [ править | править код ]

Пробковые краны, центры упорные для тяжелых станков, конусы инструментов (ГОСТ 7343—72).

Конус 1:5 [ править | править код ]

Концы шлифовальных шпинделей с наружным базирующим конусом ГОСТ 2323

Конус 1:4 [ править | править код ]

Фланцевые концы шпинделей токарных, револьверных и других станков, резьба замков в нефтепромышленности.

Конус 1:1,866 [ править | править код ]

Центры станков, центровые отверстия, потайные и полупотайные головки заклёпок диаметром 16—25 мм, потайные головки винтов диаметром 22—24 мм.

Конус 1:0,866 [ править | править код ]

Конус 1:0,652 [ править | править код ]

Потайные головки болтов, потайные и полупотайные головки заклёпок диаметром 10—13 мм.

Конус 7:64 [ править | править код ]

Отверстия под оправки в столах зубодолбежных станков.

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 [1] [2] [3] и девять размеров укороченных конусов Морзе (B7, B10, B12, B16, B18, B22, B24, B32, B45) [4] . Конус Морзе был предложен Стивеном А. Морзе (Stephen A. Morse) (также изобретатель спирального сверла) приблизительно в 1864.

Размеры наружного и внутреннего конуса (по ГОСТ 25557-82), мм

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

Размеры наружного и внутреннего конуса (по ГОСТ 25557-82), мм

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.

Конус 1:50

Конусность 1 : 50 имеют установочные штифты, применяемые при необходимости дополнительного скрепления двух деталей зафиксированных резьбовым соединением, чтобы они не могли перемещаться одна относительно другой. Установочные штифты вставляются в отверстия, просверленные и развернутые одновременно в обеих деталях, после их сборки. Конусность 1:50 соответствует углу уклона 0°34′

Конус 1:30

Конус 1:20

Метрические конусы инструментов. Отверстия в шпинделях станков.

ГОСТ 25557-2006
(ИСО 296:1991)

Machine tools tapers. Basic dimensions

МКС 25.100
ОКП 39 0000

Дата введения 2008-01-01

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-92 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2-97 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Порядок разработки, принятия, применения, обновления и отмены"

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН Всероссийским научно-исследовательским институтом стандартизации и сертификации в машиностроении (ФГУП "ВНИИНМАШ") и Экспериментальным научно-исследовательским институтом металлорежущих станков (ОАО "ЭНИМС") на основе собственного аутентичного перевода стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол N 29 от 24 июня 2006 г.)

За принятие проголосовали:

Сокращенное наименование
национального органа по стандартизации

Госстандарт Республики Беларусь

Госстандарт Республики Казахстан

Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии

4 Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к международному стандарту ИСО 296:1991 "Станки. Самозажимные конусы хвостовиков инструментов" (ISO 296:1991 "Machine tools — Self-holding tapers for tool shanks").

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ 1.5 (подраздел 3.6). При этом дополнительные положения, а также фразы и отдельные слова, включенные в текст стандарта для учета потребностей национальной экономики указанных выше государств и особенностей межгосударственной стандартизации, выделены курсивом.

Сравнение структуры настоящего стандарта со структурой указанного международного стандарта приведено в дополнительном приложении Б

5 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 12 июля 2007 г. N 171-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 25557-2006 (ИСО 296:1991) введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 января 2008 г.

6 ВЗАМЕН ГОСТ 25557-82

Информация о введении в действие (прекращении действия) настоящего стандарта публикуется в указателе "Национальные стандарты".

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в указателе "Национальные стандарты", а текст изменения — в информационных указателях "Национальные стандарты". В случае пересмотра или отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована в информационном указателе "Национальные стандарты"

ВНЕСЕНА поправка, опубликованная в ИУС N 5, 2008 год

Поправка внесена изготовителем базы данных

1 Область применения

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает размеры наружных и внутренних конусов инструментальных хвостовиков трех категорий:

a) общего применения;

c) большие.

Настоящий стандарт также определяет размеры пазов канавок и отверстий, необходимых для конструирования конусов, в случае подачи смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) через инструмент.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие межгосударственные стандарты:

ГОСТ 2848-75 Конусы инструментов. Допуски. Методы и средства контроля

ГОСТ 14034-74 Отверстия центровые. Размеры

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов по указателю "Национальные стандарты", составленному по состоянию на 1 января текущего вода, и по соответствующим информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Диапазон и размеры конусов

3.1 Рекомендованные инструментальные конусы представлены в таблице 1.