Просмотр кода страницы Конус инструментальный

{{другие значения|Конус (значения)}}
{{TOCright}}
'''Ко́нус инструмента́льный''' — [[Конус|конический]] [[Хвостовики свёрл и буров|хвостовик]] [[инструмент]]а ([[сверло]], [[зенкер]], [[фреза]], [[Развёртка (инструмент)|развёртка]], [[зажимной патрон]], электрод [[Точечная контактная сварка|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 [[Конусность|конусности]] и исполнению.

== Конус Морзе и метрический конус ==
[[Файл:Morse Taper No 2.jpg|thumb|Конус Морзе № 2 (MT2).|250px]]
[[Файл:Morse Taper.png|thumb|Схема инструментального конуса (наружные конусы с лапкой, наружные конусы без лапки, внутренние конусы (гнёзда)).|250px]]
Конус Морзе — одно из самых широко применяемых креплений инструмента. Был предложен Стивеном А. Морзе приблизительно в [[1864 год]]у<ref>[http://www.morsecuttingtools.com/cgi/CGP2CSGEN?PMFILE=MS2ABOUT01.html Morse Cutting Tools]{{Недоступная ссылка|date=2019-09|bot=InternetArchiveBot }}</ref>.

Конус Морзе подразделяется на восемь размеров, от '''КМ0''' до '''КМ7''' ({{lang-en|Morse taper, MT0-MT7}}, {{lang-de|Morsekegel, MK0-MK7}})<ref>Техническая энциклопедия под ред. Мартенс Л. К. т. 20 М.: Советская энциклопедия [[1933]] г.</ref><ref>[http://protect.gost.ru/document.aspx?control=7&id=128372 ГОСТ 25557-82] {{Wayback|url=http://protect.gost.ru/document.aspx?control=7&id=128372 |date=20160304235212 }} использует 7 размеров конусов, от № 0 до № 6</ref><ref>В ГОСТ 25557 абберевиатура '''КМ''' отсутствует, типоразмер обозначен только цифрой</ref>. [[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: [[Международная организация по стандартизации|ISO]] 296, [[DIN]] 228, [[Государственный стандарт|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 счёт сил трения без использования штревелей и лапок.

Некоторые конусы снабжаются системой отверстий и канавок для подачи [[Смазочно-охлаждающие жидкости|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 выбрана [[конусность]] ровно 1:20 (угол конуса 2°51’51", уклон конуса 1°25’56") и названа '''метрический конус''' ({{lang-en|Metric Taper}}). Типоразмер метрических конусов указывается по наибольшему диаметру конуса в миллиметрах. ГОСТ 25557-2016 также определяет уменьшенные метрические конусы № 4 и № 6 ({{lang-en|ME4, ME6}}) и большие метрические конусы № 80, 100, 120, 160, 200 ({{lang-en|ME80 — ME200}}).

Конструктивных различий между конусом Морзе и метрическим нет.

{| class="standard" align="center"
|+ Размеры наружного и внутреннего конуса (по ГОСТ 25557-2006), мм <p align=right> ''Таблица 1''</p>
|-
! ||Обозначение конуса||Конусность||D||D<sub>1</sub>||d||d<sub>1</sub>||d<sub>2</sub>||d<sub>3 max</sub>||d<sub>4 max</sub>||d<sub>5</sub>||l<sub>1 max</sub>||l<sub>2 max</sub>||l<sub>3 max</sub>||l<sub>4 max</sub>||l<sub>5 min</sub>||l<sub>6</sub>
|-
| rowspan=2 align="center"|Метрический||align="center"|№ 4||align="center" |1:20||4||4,1||2,9||-||-||-||2,5||3||23||25||-||-||25||21
|-
|align="center"|№ 6||align="center" |1:20||6||6,2||4,4||-||-||-||4||4,6||32||35||-||-||34||29
|-
| rowspan=8 align="center" | Морзе{{ref+|В ГОСТ 25557 абберевиатура '''КМ''' отсутствует, типоразмер обозначен только цифрой|сн}}
|align="center"|КМ 0||align="center" |1:19,212||9,045||9,2||6,4||-||6,1||6||6||6,7||50||53||56,3||59,5||52||49
|-
|align="center"|КМ 1||align="center" |1:20,047||12,065||12,2||9,4||M6||9||8,7||9||9,7||53,5||57||62||65,5||56||52
|-
|align="center"|КМ 2||align="center" |1:20,020||17,780||18||14,6||M10||14||13,5||14||14,9||64||69||75||80||67||62
|-
|align="center"|КМ 3||align="center" |1:19,922||23,825||24,1||19,8||M12||19,1||18,5||19||20,2||80,1||86||94||99||84||78
|-
|align="center"|КМ 4||align="center" |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
|-
|align="center"|КМ 5||align="center" |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
|-
|align="center"|КМ 6||align="center" |1:19,180||63,348||63,8||53,9||M24||52,4||51||51||54,6||182||190||210||218||188||177
|-
|align="center"|КМ 7{{ref+|Отсутствует в ГОСТ 25557|group="сн"}}||align="center" |1:19,231||83,058||||||||||-
||||||||||285.75
||294.1
||||
|-
| rowspan=5 align="center"| Метрический ||align="center"|№ 80||align="center" |1:20||80||80,4||70,2||M30||69||67||67||71,5||196||204||220||228||202||186
|-
|align="center"|№ 100||align="center" |1:20||100||100,5||88,4||M36||87||85||85||90||232||242||260||270||240||220
|-
|align="center"|№ 120||align="center" |1:20||120||120,6||106,6||M36||105||102||102||108,5||268||280||300||312||276||254
|-
|align="center"|№ 160||align="center" |1:20||160||160,8||143||M48||141||138||138||145,5||340||356||380||396||350||321
|-
|align="center"|№ 200||align="center" |1:20||200||201||179,4||M48||177||174||174||182,5||412||432||460||480||424||388
|}
{{примечания|group=сн}}

=== Укороченные конусы Морзе ===
{{Навигация|Тема=Конус 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 конусы 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'''.

== Конус 7:24 ==
[[Файл:1941-G.jpg|thumb|]]
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. Конусы, 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.
* Всё 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 {{lang-de|Steilkegel}}). Немецкий вариант конуса. Стандарты DIN 2080, DIN 69871 (переименован в DIN ISO 7388-1).
* '''NMTB''' (от {{lang-en|National Machine Tool Builders Association}}), '''NST''', '''NT'''. Американский вариант конуса. Стандарт ANSI B5.18. Дюймовая размерность, конструктивно аналог ISO 297.
* '''CAT''', '''CV''' (от {{lang-en|Caterpillar V-Flange}}). Американский вариант конуса. Стандарт ANSI B5.50. Дюймовая размерность, конструктивно аналог ISO 7388 вариант A.
* '''BT''' — японская разновидность конуса согласно стандарту [[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 фланца '''DF''' примерно одинаков у всех конструктивных разновидностей одного типоразмера.
[[Файл:Steilkegel.jpg|thumb|Конус с фланцем для автоматической смены инструмента]]
{| class="wikitable"
|-
! 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 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 конусы обычно изготавливают со сменными штревелями, что улучшает совместимость оборудования разных стандартов.

== HSK, КМ ==
'''HSK'''-конус (от {{lang-de|Hohlschaftkegel}} или {{lang-en|Hollow Shaft Taper}}, полый конус) используется во фрезерных обрабатывающих центрах и особенно в [[Фрезерный станок#Токарно-фрезерные обрабатывающие центры|токарно-фрезерных центрах]]. Стандарты на эти конусы ISO 12164, DIN 69893, ГОСТ Р ИСО 12164. Конусность 1:10.

Имеет несколько конструктивных разновидностей фланцев, обозначаемых буквами ''A, B, C, D, E, F, T''. 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. HSK-T используется на токарно-фрезерных станках для возможности установки резцов в шпиндель при токарной обработке. У HSK-T шпонка выполняется точнее, чем у других конусов, для точной установки вершины резца. HSK-A и HSK-T взаимозаменяемы.

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.
<gallery>
Файл:DIN_69893_HSK_A63_3drender_1.png
Файл:DIN_69893_hsk_63a_drawing.png
Файл:DIN 69893 hsk 63a.svg
</gallery>

== Capto ==
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 (есть вогнутые и выпуклые) 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 — жёсткость 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 ==
По внешнему виду и сферам применения похожи на конусы Морзе<ref>http://www.loganact.com/tips/tapers.htm {{Wayback|url=http://www.loganact.com/tips/tapers.htm |date=20120115170547 }} Конусы Morse, Jacobs, Jarno, Brown & Sharpe</ref>. Спецификации конусов являются внутрифирменными, национальных или международных стандартов на них нет. Получили распространение, в основном, на территории США.

== R8 ==
[[Файл:HardingeR8Collets.jpg|thumb|upright=0.5|Цанга R8]]
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 ==
[[Файл:Переходные хвостовики сверла.JPG|thumb|200px|right|Переходные втулки конусов Морзе.]]
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 ==

=== Конус 1:50 ===
Конусность 1:50 имеют установочные [[штифт]]ы, применяемые при необходимости дополнительного скрепления двух деталей, зафиксированных резьбовым соединением, чтобы они не могли перемещаться одна относительно другой. Установочные штифты вставляются в отверстия, [[Сверление|просверленные]] и конически [[Развёртывание отверстий|развёрнутые]] одновременно в обеих деталях, после их сборки. Конусность 1:50 соответствует углу уклона 0°34'<ref name=autogenerated1>{{Cite web |url=http://inzhener-info.ru/razdely/konstruirovanie/krepezhnye-soedineniya/ustanovochnye-tsilindricheskie-konicheskie-lezhachie-shtifty.html |title=Установочные (цилиндрические, конические, «лежачие») штифты |access-date=2018-07-23 |archive-date=2018-07-23 |archive-url=https://web.archive.org/web/20180723152605/http://inzhener-info.ru/razdely/konstruirovanie/krepezhnye-soedineniya/ustanovochnye-tsilindricheskie-konicheskie-lezhachie-shtifty.html |deadlink=no }}</ref>.

=== Конус 1:30 ===
Конусы насадных развёрток, зенкеров и оправки для них. Конусность 1:30 соответствует углу уклона 0°55'<ref name=autogenerated1 />.

=== Конус 1:20 ===
Конусы шпинделей крупных токарных и расточных станков и хвостовиков инструментальных оправок. ГОСТ 25557-2016

=== Конус 1:16 ===
Резьба обсадных труб 6 5/8", бурильных и насосно-компрессорных труб, [[Трубная резьба|резьба трубная коническая]] общего назначения.

=== Конус 1:10 ===
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 заклёпки в котельных листах, мостовых и корабельных конструкциях (т. н. котельный конус).

=== Конус 1:7 ===
Пробковые краны, центры упорные для тяжёлых станков, конусы инструментов (ГОСТ 7343—72).

=== Конус 1:5 ===
Концы шлифовальных шпинделей с наружным базирующим конусом ГОСТ 2323

=== Конус 1:4 ===
Фланцевые концы шпинделей токарных, револьверных и других станков, резьба замков в нефтепромышленности.

=== Конус 1:1,866 ===
Центры станков, центровые отверстия, потайные и полупотайные головки заклёпок диаметром 16—25 мм, потайные головки винтов диаметром 22—24 мм.

=== Конус 1:0,866 ===
Зажимные цанги.

=== Конус 1:0,652 ===
Потайные головки болтов, потайные и полупотайные головки заклёпок диаметром 10—13 мм.

=== Конус 7:24 ===
Отверстия под оправки в столах зубодолбёжных станков.

== Примечания ==
{{примечания}}

{{Нет ссылок|дата=8 сентября 2015}}

[[Категория:Станочная оснастка]]
[[Категория:Стандарты ISO]]
[[Категория:ГОСТ Р]]