Шпиндель токарного станка должен сообщать крутящий момент детали, обрабатываемой на станке. Для этого к концу шпинделя крепится зажимное устройство, наиболее соответствующее обрабатываемой детали.
Зажимных приспособлений существует большое множество, но обычно это трехкулачковый патрон — он обеспечивакет надежность и точность зажима, удобство установки и снятия большинства симметричных деталей.
Конструкция конца шпинделя токарного станка должен удовлетворять следующим требованиям:
- Обеспечивать надежность крепления токарного патрона
- Обеспечивать точность центровки патрона по отношению к оси шпинделя
- Обеспечивать установку и снятие патрона для замены за минимальное время
Передний конец шпинделя токарного станка служит для базирования (центрирования) и закрепления токарного патрона, планшайбы или поводкового патрона.
На сегодняшний день существует четыре разновидности передних концов шпинделей универсальных токарных станков:
- Резьбовой конец шпинделя — в обязательном порядке требует промежуточный (переходной) фланец, для того чтобы установить на шпиндель патрон или другое зажимное устройство;
- Фланцевый конец шпинделя — с конусной посадкой — форма А. Фланец шпинделя имеет резбовые отверстия для непосредственного крепления патрона спереди винтами с внутренними шестигранниками, проходящими сквозь патрон;
- Фланцевый конец шпинделя — с конусной посадкой. Фланец шпинделя имеет отверстия для непосредственного крепления патрона с помощью поворотной (байонетной) шайбы — это наиболее распространенный и предпочтительный вид крепления;
- Фланцевый конец шпинделя — с конусной посадкой. Фланец шпинделя имеет отверстия для непосредственного крепления патрона с помощью шпилек типа Camlock
В соответствии с четырьмя существующими разновидностями шпинделей на сегодняшний день действует четыре государственных стандарта регламентирующих конструкцию и размеры передних концов шпинделей:
- ГОСТ 16868 — Концы шпинделей резьбовые (Взамен ОСТ 428)
- ГОСТ 12595 — Концы шпинделей фланцевые типа А и фланцы зажимных устройств
- ГОСТ 12593 — Концы шпинделей фланцевые под поворотную шайбу и фланцы зажимных устройств
- ГОСТ 26651 — Концы шпинделей фланцевые типа Кэмлокк и зажимные устройства
- ГОСТ 3889 — Фланцы промежуточные к самоцентрирующим патронам.
Концы шпинделей резьбовые. ГОСТ 16868 (Взамен ОСТ 428)
- Крепление патрона на резьбовой конец шпинделя
- Крепление патрона на резьбовой конец шпинделя. Смотреть в увеличенном масштабе
- ГОСТ 16868 (Концы шпинделей резьбовые) предлагает два типоразмера концов шпинделей:
Конец шпинделя резьбовой ГОСТ 16868
В реальности существуют множество моделей станков, выпущенных до начала 60-х годов, с резьбовыми концами шпинделей от М33 до М150. Резьбовой конец шпинделя использовался на токарных станках старых моделей, например, 1А62 (М90 х 6) и в малых токарных станках — учебных и настольных, например, ТВ-7 (М45 х 4,5) и т.д.
- Если резьбовой конец шпинделя не соотвтствует ГОСТ 16868 (Концы шпинделей резьбовые) как, например, на станке ТВ-4 (d = М36 х 4), требуется изготовить нестандартный промежуточный фланец, используя посадочные размеры необходимого патрона.
- Для того, чтобы на переднем конце шпинделя закрепить токарный патрон, необходимо изготовить или приобрести промежуточный (переходной) фланец, который еще называют планшайбой.
- Со стороны шпинделя промежуточный фланец должен навинчиваться на резьбу шпинделя d и очень точно надвигаться на цилиндрический центрирующий поясок диаметром Ø d1 и длиной l мм.
Со стороны токарного патрона промежуточный фланец должен иметь центрирующий поясок — ступеньку D4 для точной установки и центрирования токарного патрона на промежуточном фланце, а также иметь сквозные отверстия для крепления патрона. Очевидно, что для каждого типоразмера токарного патрона должен быть свой промежуточной фланец.
Допускается устанавливать на промежуточном фланце исполнения 1 запорное устройство против самоотвинчивания.
Недостаток шпинделей с резьбой в том, что при торможении или реверсировании быстроходного станка патрон по инерции может соскочить со шпинделя. Кроме того, токарные патроны, устанавливаемые на этих шпинделях по посадке скольжения, не вполне точно центрируются.
На точность центрирования оказывает влияние зазор. При частом навинчивании и свинчивании патронов зазор из-за износа сопрягаемых поверхностей увеличивается.
В этих условиях даже плотные соединения со временем теряют свою первоначальную точность, и возникает потребность в ремонте головки шпинделя.
В средних и крупных токарных станках используются фланцевые концы шпинделей с центрирующим коротким конусом (7°7′30″). Конические направляющие обеспечивающют более точное центрирование при установке патронов и планшайб.
Концы шпинделей фланцевые типа А ГОСТ 12595
ГОСТ 12595-2003 (DIN 55026, ИСО 702-1:2001). (Взамен ГОСТ 2570-58). Станки металлорежущие. Концы шпинделей фланцевые типа А и фланцы зажимных устройств. Основные и присоединительные размеры.
Настоящий стандарт распространяется на фланцевые концы шпинделей с коротким конусом 1:4 (7°7′30″) типа А для токарных и шлифовальных станков, а также на фланцы зажимных устройств, устанавливаемых на концы шпинделей.
Фланцевые концы шпинделей типа А имеют резьбовые крепежные отверстия по окружности фланца, которые служат для для крепления патрона винтами с внутренними шестигранниками. Для концов шпинделей такого типа (А) должны использаваться зажимные патроны 2 типа по ГОСТ 2675-80 Тип 2.
Крепление патрона на фланцевый конец шпинделя типа А
Крепление патрона на фланцевый конец шпинделя типа А. Смотреть в увеличенном масштабе
Концы шпинделей фланцевые типа А по ГОСТ 12595
Условные размеры концов шпинделей типа А по ГОСТ 12595
Всего предусмотрено девять условных размеров концов шпинделей (3, 4, 5, 6, 8, 11, 15, 20, 28) с номинальным наружным диаметром 92, 108, 133, 165, 210, 280, 380, 520, 725 мм.
Фланец шпинделя снабжен коротким конусом 1:4 (7°7′30″), обеспечивающим надежное центрирование патрона.
Допуски на конусы назначаются с таким расчетом, чтобы при установке патрона от руки между торцевыми поверхностями шпинделя и патрона оставался небольшой зазор, при затягивании крепежных винтов зазор ликвидируется, а конусы сопрягаются по посадке, близкой к прессовой. Вследствие большого угла конуса патрон после освобождения винтов легко снимается. Вылет патрона минимальный.
Фланцевые концы типа А могут изготавливаться в двух исполнениях.
- Крепежные отверстия расположены на делительных окружностях диаметров D1 и D2;
- Крепежные отверстия расположены только на делительной окружности диаметром D2. Исполнение 2 следует применять для концов шпинделей условного размера №3 и №4;
Исполнения 1 и 2 — следует применять для концов шпинделей условного размера от №5 до №28.
Для крепления токарного патрона на фланцевом шпинделе необходимо установить его на центрирующем конусе шпинделя, пропустить крепежные винты сквозь устанавливаемый токарный патрон в торцевые крепежные отверстия фланца шпинделя, затянуть винты.
Концы шпинделей фланцевые под поворотную шайбу ГОСТ 12593
ГОСТ 12593-93 (DIN 55027, ИСО 702-3-75). (Взамен ГОСТ 2570-58). Станки металлорежущие. Концы шпинделей фланцевые под поворотную шайбу и фланцы зажимных устройств.
Настоящий стандарт распространяется на фланцевые концы шпинделей с коротким конусом 1:4 (7°7′30″) и поворотной шайбой для токарных станков и на фланцы зажимных устройств, устанавливаемых на концы шпинделей. ГОСТ 12593-93 представляет собой полный аутентичный текст ИСО 702-3-75 «Станки. Концы шпинделей и планшайбы. Размеры для взаимозаменяемости. Часть III. Байонетный тип».
Фланцевые концы шпинделей типа Б имеют сквозные крепежные отверстия по окружности фланца и байонетную поворотную шайбу которые служат для для крепления патрона без свинчивания крепежных гаек, что позволяет быстро закреплять и снимать патроны. Для концов шпинделей такого типа (Б) должны использаваться зажимные быстросменные патроны 3 типа по ГОСТ 2675-80 Тип 3.
Крепление патрона на фланцевый конец шпинделя под поворотную шайбу
Крепление патрона на фланцевый конец шпинделя под поворотную шайбу. Смотреть в увеличенном масштабе
Пример применения фланцевых концов шпинделей под поворотную шайбу
Исполнения фланцевых концов шпинделей под поворотную шайбу
Исполнения фланцевых концов шпинделей под поворотную шайбу. Смотреть в увеличенном масштабе
Размеры фланцевых концов шпинделей под поворотную шайбу
- Токарный патрон по ГОСТ 2675-80 Тип 3 для установки c поворотной шайбой
- Фланцы для быстросменных патронов (тип Б) с посадкой на конус 1:4 (7°7′30″) под поворотную шайбу выполняются восьми условных размеров (3, 4, 5, 6, 8, 11, 15, 20) с номинальным наружным диаметром 102, 112, 135, 170, 220, 290, 400, 540 мм.
- Фланцевые концы шпинделей с поворотной шайбой могут изготавливаться в трех исполнениях:
- Условный размер конца шпинделя 3 и 4;
- Условный размер конца шпинделя 5, 6, 8;
- Условный размер конца шпинделя 11, 15, 20.
На рисунке показана установка быстросменного токарного патрона 2 на фланцевом шпинделе с помощью байонетной поворотной шайбы 1.
Шпильки 5, имеющие в средней части цилиндрическое утолщение с лыской под ключ, завинчиваются в торец патрона и при установке пропускаются через отверстие фланца и поворотной шайбы 1.
После этого шайбу поворачивают по часовой стрелке и гайками 6 зажимают патрон на конусе шпинделя.
Сама поворотная шайба крепится к фланцу шпинделя с помощью втулки 3 и винта 4 (вариант 1) или только винтом 7 (вариант 2), при этом она остается подвижной и может вращаться на шпинделе в пределах вытянутого крепежного отверстия.
Крепление на фланцевом шпинделе с поворотной шайбой отнимает немного времени, вместе с тем фланцевое соединение обеспечивает высокую точность центрирования (отсутствует зазор), полную надежность при больших оборотах шпинделя.
Концы шпинделей фланцевые типа Кэмлок ГОСТ 26651
Концы шпинделей фланцевые типа Кэмлок ГОСТ 26651-85 (DIN 55029, ИСО 702/II-75) Станки металлорежущие. Концы шпинделей фланцевые типа Кэмлок и зажимные устройства.
Настоящий стандарт распространяется на фланцевые концы шпинделей с коротким конусом типа Кэмлок (Camlock) для токарных станков и зажимные устройства, устанавливаемые на концы шпинделей. Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 4853-84 и ИСО 702/II-75.
- Крепление патрона на фланцевый конец шпинделя типа Кэмлок
- Крепление патрона на фланцевый конец шпинделя типа Кэмлок. Смотреть в увеличенном масштабе
- Фланцевые концы шпинделей типа Кэмлок с посадкой на конус 1:4 предусмотрены восьми условных размеров (3, 4, 5, 6, 8, 11, 15, 20).
- Эксцентриковые зажимы Кэмлок существенно ускоряют установку токарного патрона, поэтому устанавливаются там, где требуется частая смена патрона.
Фланцы промежуточные к самоцентрирующим патронам ГОСТ 3889-80
- Настоящий стандарт распространяется на промежуточные фланцы, предназначенные для установки на концы шпинделей металлорежущих станков самоцентрирующих патронов общего назначения.
- Промежуточные фланцы (их называют еще План-шайбы) необходим для центрирования и крепления патронов с центрирующим пояском (ГОСТ 2675 тип 1) на любой из 4-х типов концов шпинделей токарных станков.
- ГОСТ 3889-80 (DIN 6350) Фланцы должны изготавливаться исполнений:
- Исполнение 1 — устанавливаемое на резьбовые концы шпинделей по ГОСТ 16868;
- Исполнение 2 — устанавливаемое на фланцевые концы шпинделей по ГОСТ 12593 под поворотную шайбу;
- Исполнение 3 — устанавливаемое на фланцевые концы шпинделей по ГОСТ 12595 исполнения 1;
- Исполнение 4 — устанавливаемое на фланцевые концы шпинделей по ГОСТ 12595 исполнения 3.
Гост 3889 исполнение 1. фланцы промежуточные на резьбовые концы шпинделей
- ГОСТ 3889 Фланцы промежуточные на резьбовые концы шпинделей
- ГОСТ 3889 Фланцы промежуточные на резьбовые концы шпинделей
- Для того, чтобы на переднем конце шпинделя закрепить токарный патрон, необходимо изготовить или приобрести промежуточный (переходной) фланец, который еще называют планшайбой.
- Со стороны шпинделя промежуточный фланец должен навинчиваться на резьбу шпинделя d и очень точно надвигаться на центрирующий поясок — цилиндр диаметром Ø d1 и длиной l мм.
Со стороны токарного патрона промежуточный фланец должен иметь центрирующий поясок — ступеньку D4 для точной установки и центрирования токарного патрона на промежуточном фланце, а также иметь сквозные отверстия для крепления патрона. Очевидно, что для каждого типоразмера токарного патрона должен быть свой промежуточной фланец.
Допускается устанавливать на промежуточном фланце исполнения 1 запорное устройство против самоотвинчивания.
Процесс установки токарного патрона состоит из следующих этапов:
- Промежуточный фланец навинчивается на резьбу шпинделя до упора. Отверстие во фланце должно плотно садиться на поясок шпинделя
- Закручиваются винты запорного устройства против самоотвинчивания
- Проверяется биение центрирующего пояска на фланце (D1) и опорной торцевой поверхности со стороны патрона
- На центрирующий поясок (D1) устанавливается патрон и крепится болтами
- Проверяется радиальное и торцевое биение патрона
- Пример: фланец промежуточный к токарному станку ТВ-4
- Фланец промежуточный к токарному станку ТВ-4
- Пример условного обозначения фланца исполнения 1, диаметром 100 мм:
- Фланец 7081-0592 ГОСТ 3889-80
- Пример условного обозначения фланца исполнения 1, диаметром 125 мм:
- Фланец 7081-0593 ГОСТ 3889-80
- Фланец промежуточный к токарному станку с резьбовым концом шпинделя
- Фланец промежуточный к токарному станку с резьбовым концом шпинделя
- ГОСТ 3889-80 Фланцы промежуточные под поворотную шайбу
- ГОСТ 3889-80 Фланцы промежуточные под поворотную шайбу
Гост 3889-80 исполнение 3. фланцы промежуточные под фланцевые концы шпинделей исполнения 1 по гост 12595
- ГОСТ 3889-80 Фланцы промежуточные к концам шпинделей типа А. Исполнение 1
- ГОСТ 3889-80 Фланцы промежуточные к концам шпинделей типа А. Исполнение 1
Гост 3889-80 исполнение 4. фланцы промежуточные под фланцевые концы шпинделей исполнения 3 по гост 12595
- ГОСТ 3889-80 Фланцы промежуточные к концам шпинделей типа А. Исполнение 3
- Видеоролик: Разборка и сборка токарного патрона
- Видеоролик: Установка токарного патрона и проверка точности центрирования токарного станка
- Связанные ссылки. Дополнительная информация
Конус Морзе — РИНКОМ
Поделиться
Конус Морзе – это вспомогательное приспособление, используемое для фиксации промышленного инструмента. Устройство обеспечивает быструю смену оснастки без потери точности выполнения операций. Прототип изделия был изготовлен в 1864 году, с тех пор оно успешно применяется в промышленности.
Актуальные стандарты
Размеры конусов Морзе зависят от их исполнения. В продаже представлены изделия 8 типоразмеров – от КМ0 до КМ7. Характеристики каждого типоразмера прописаны в отраслевых нормативах. Там же отображается специфика совместимого оборудования.
Рис. 1 Конус Морзе с патроном и без него
Отечественные и зарубежные стандарты, регламентирующие изготовление конусов Морзе:
- ISO 296;
- DIN 228;
- ГОСТ 25557-2016.
Конусы Морзе по ГОСТ представлены не всеми типоразмерами. В российском стандарте отсутствуют изделия, относящиеся к категории КМ7. Они заменены конусами №80, несовместимыми с аналогами зарубежного производства.
Разновидности хвостовиков
В продаже представлены токарные конусы Морзе с хвостовиками нескольких типов. Элементы различаются спецификой исполнения и особенностями фиксации.
Хвостовики с лапкой
Хвостовики с лапкой фиксируются путем заклинивания. Лапка попадает в соответствующий паз шпинделя, обеспечивая надежное крепление компонента. Она исключает проворачивание изделия, существенно упрощает его извлечение при необходимости.
Рис. 2 Конус Морзе с патроном и хвостовиком с лапкой
Хвостовики с резьбой
Хвостовики с резьбой вкручиваются в шпиндель, надежно фиксируются в посадочном проеме. Размер и тип резьбы определяются конструктивным исполнением.
Рис. 3 Конус Морзе с патроном и резьбовым хвостовиком
Хвостовики с фиксацией трением
Тип хвостовиков, не содержащих лапок и резьбы. Удержание изделия осуществляется за счет сил трения, возникающих при плотном контакте элементов конуса и шпинделя.
Рис. 4 Конус Морзе с патроном, фиксирующийся за счет трения
Условные обозначения хвостовиков
На хвостовиках конусов Морзе могут присутствовать условные обозначения, определяющие специфику их конструкции.
Обозначения хвостовиков внутреннего типа:
- BI –с пазом;
- AI –с отверстием по оси;
- BIK –с пазом и проемом для ОЖ;
- AIK – с отверстием и проемом для ОЖ.
Обозначение хвостовиков наружного типа:
- BE – с лапкой;
- АЕ – с отверстием;
- BEK –с лапкой и проемом для ОЖ;
- АЕК – с резьбой и проемом для ОЖ.
Маркировка конуса Морзе для станков также указывается в сопроводительной документации.
Метрические конусы Морзе
Метрические конусы созданы для расширения модельного ряда существующих изделий. Угол конуса Морзе в данном исполнении составляет 1°25’56″. Продукция обозначается номером или буквами «КМ» с привязкой к размеру наибольшего диаметра.
Таблица №1. Размеры конусов Морзе метрического типа
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
Альтернативные решения
В качестве замены конусов Морзе созданы аналогичные продукты. Они обладают рядом уникальных качеств, полностью или частично заменяют классические решения.
Конусы 7:24
Конусы 7:24 созданы для станков с возможность автоматизированной смены инструмента. Изделия лишены недостатков типовых конусов, связанных с заклиниванием, большими размерами и недостаточным контактом осевого упора.
Рис. 6 Конус 7:24
Продукция предназначена для предприятий с высокой степенью оснащенности, изготавливается в разных странах. Производители используют различные нормативы при производстве инструментальных конусов.
- ISO 7388. Международный стандарт, применяемый многими предприятиями ЕС.
- ГОСТ 25857-2014. Отечественный норматив, аналог стандарта ISO. Основные отличия кроются в параметрах используемых материалов.
- DV и SK. Нормы, применяемые в Германии.
- ANSI B15.18. Нормативные документы, используемые американскими производителями.
- JIS B6339. Японская вариация инструментальных конусов. Размерность изделий определяется в дюймовой системе исчисления.
- NFE 62540. Стандарт, используемый французскими производителями.
- IS 2340. Индийский стандарт.
При обозначении типоразмеров изделий используются цифры от 10 до 80. Шаг градации равен 5. Ниже представлена таблица размеров инструментальных конусов, где D – максимальный диаметр конусного проема, L – его глубина, а DF – диаметр фланца.
Таблица №2. Размеры инструментальных конусов
Конусы HSK
Конусы типа HSK ориентированы на фрезерные станки. Продукция изготавливается в соответствии с ГОСТ Р 12164 и DIN 69893. Изделия обозначаются буквами от А до F, в наименовании прописывается диаметр фланца (минимальное значение – 25 мм, максимальное – 160 мм).
Преимущества решений серии HSK:
- максимально быстрая замена металлорежущего инструмента;
- умеренный вес;
- возможность работы с резцами токарного типа;
- прекрасная повторяемость;
- высокие показатели жесткости.
Для работы с квадратными резцами требуются переходные элементы. Резцы некоторых производителей сразу имеют хвостовик HSK.
Рис. 7 Продукция серии HSK
CAPTO
Конусы CAPTO позиционируются как премиальный аналог изделий серии HSK. Продукция выпускается согласно ISO 26623, имеет треугольное сечение. Угол поверхности посадки аналогичен классическим конусам. Изделие надежно фиксируется в рабочем проеме, обеспечивает хорошую повторяемость в различных осях.
Продукция линейки CAPTO оптимальна для черновой и получерновой обработки. Она обеспечивает высокую жесткость соединения, что может привести к преждевременному износу шпинделя при значительной нагрузке.
В модельном ряде производителя присутствует 6 конусов. Изделия имеют маркировку от С3 до С10 , диаметр рабочего фланца составляет от 32 до 100 мм.
Переходники
При работе с конусами используются переходные оправки и переходные втулки на конус Морзе. Они упрощают проведении работ, исключая покупку дополнительной оснастки и инструмента.
Рис. 8 Переходная втулка с КМ2 на КМ3
Специалисты рекомендуют приобретать сертифицированные конусы и переходные элементы. Это обеспечит качественное выполнение работ, снизит вероятность поломок, сократит производственные издержки и расходы на дополнительную обработку заготовок.
Хвостовики инструмента с конусом Морзе. Метрические конусы
Конус Морзе, предложенный изобретателем Стивеном Морзе является наиболее применяемым способом крепления инструмента. Существующее подразделение на восемь размеров, от КМ0 до КМ7, и девять размеров укороченных позволяют применять конический хвостовик для различного режущего инструмента, оснастки и приспособлений. Конусность при этом варьируется в соотношении от 1:19,002 (при угле 1°25′43″) до 1:20,047 (угол при этом соотношении равен 1°30′26″).
КМ7 отечественным ГОСТом 25557-82 не рекомендуется к применению и вместо него применяется метрический конус № 80, например в отверстии шпинделя некоторых токарных станков.Типоразмер конуса в качестве хвостовика инструмента зависит от способа установки и предназначения последнего, и бывает как укороченным, так и Конусы Морзе или с лапкой.
Метрические конусы
Для расширения диапазона конусов Морзе как в меньшую, так и в большую сторону была выбрана конусность 1:20 с углом 1°25′56″ с обозначением типоразмера по наибольшему диаметру. В итоге в ряду конусов схожих по конструкции с Морзе присутствуют как маленькие метрические конуса №4 и №6, так и большие №80, №100, №120, №160, №200.
Конусы Морзе и метрические с резьбовым отверстием
Для надёжной фиксации инструмента, как например фрез, применяется конус Морзе с внутренним резьбовым отверстием. Фиксирование (затягивание) выполняется с помощью штревеля, или болтом, если инструмент устанавливается в переходную втулку. Данная конструкция также способствует быстрой и удобной замене инструмента путём выжимания конусного хвостовика.
Основные размеры наружных инструментальных метрических и Морзе конусов с резьбовым отверстием
| Наименованиеконуса | N конуса | Конусность | D, мм | D1, мм | d, мм | l, мм | Lmax, мм | tmax, мм | M | t1, min, мм |
| Морзе | 1 | 1:20,047 | 12,065 | 12,2 | 9 | 3,5 | 57 | 5 | M6 | 16 |
| 2 | 1:20,020 | 17,780 | 18 | 14 | 5 | 69 | 5 | M10 | 24 | |
| 3 | 1:19,992 | 23,825 | 24,1 | 19 | 5 | 86 | 7 | M12 | 28 | |
| 4 | 1:19,254 | 31,267 | 31,6 | 25 | 6,5 | 109 | 9 | M16 | 32 | |
| 5 | 1:19,002 | 44,399 | 44,7 | 35,7 | 6,5 | 136 | 10 | M20 | 40 | |
| 6 | 1:19,180 | 63,348 | 63,8 | 51 | 8 | 190 | 16 | M24 | 50 | |
| Метрический | 80 | 1:20 | 80 | 80,4 | 67 | 8 | 204 | 24 | M30 | 65 |
| 100 | 1:20 | 100 | 100,5 | 85 | 10 | 242 | 30 | M36 | 80 | |
| 120 | 1:20 | 120 | 120,6 | 102 | 12 | 280 | 36 | M36 | 80 | |
| 160 | 1:20 | 160 | 160,8 | 138 | 16 | 356 | 48 | M48 | 100 | |
| 200 | 1:20 | 200 | 201 | 174 | 20 | 432 | 60 | M48 | 100 |
Конусы Морзе и метрические с лапкой
Конструкция шпинделей сверлильных, сверлильно-фрезерных, и некоторых типов других станков для надёжной фиксации режущего инструмента и предотвращения проворачивания имеет паз для лапки конуса. Сквозное поперечное отверстие предназначено для установки в паз клина, и нетрудного извлечения конусной оправки инструмента.
Основные размеры наружных инструментальных метрических и Морзе конусов
| Наименованиеконуса | N конуса | Конусность | D, мм | D1, мм | d1, мм | a, мм | Lmax, мм | lmax, мм | emax, мм |
| Метрический | 4 | 1:20 | 4 | 4,1 | — | 2 | — | — | — |
| 6 | 1:20 | 6 | 6,2 | — | 3 | — | — | — | |
| Морзе | 1:19,212 | 9,045 | 9,2 | 6,1 | 3 | 59,5 | 56,5 | 10,5 | |
| 1 | 1:20,047 | 12,065 | 12,2 | 9 | 3,5 | 65,5 | 62 | 13,5 | |
| 2 | 1:20,020 | 17,780 | 18 | 14 | 5 | 80 | 75 | 16 | |
| 3 | 1:19,992 | 23,825 | 24,1 | 19,1 | 5 | 99 | 94 | 20 | |
| 4 | 1:19,254 | 31,267 | 31,6 | 24,5 | 6,5 | 124 | 117,5 | 24 | |
| 5 | 1:19,002 | 44,399 | 44,7 | 35,7 | 6,5 | 156 | 149,5 | 29 | |
| 6 | 1:19,180 | 63,348 | 63,8 | 51 | 8 | 218 | 210 | 40 | |
| Метрический | 80 | 1:20 | 80 | 80,4 | 69 | 8 | 228 | 220 | 48 |
| 100 | 1:20 | 100 | 100,5 | 87 | 10 | 270 | 260 | 58 | |
| 120 | 1:20 | 120 | 120,6 | 105 | 12 | 312 | 300 | 68 | |
| 160 | 1:20 | 160 | 160,8 | 141 | 16 | 396 | 380 | 88 | |
| 200 | 1:20 | 200 | 201 | 177 | 20 | 480 | 460 | 108 |
Диаметры D1 и d1 являются теоретически-расчётными и зависят от номинальных размеров D, a и l.
Основные размеры внутренних инструментальных метрических и Морзе конусов
| Наименованиеконуса | N конуса | Конусность | D, мм | g, мм | h, мм | l1, мм |
| Метрический | 4 | 1:20 | 4 | 2,2 | 8 | 21 |
| 6 | 1:20 | 6 | 3,2 | 12 | 29 | |
| Морзе | 1:19,212 | 9,045 | 3,9 | 15 | 49 | |
| 1 | 1:20,047 | 12,065 | 5,2 | 19 | 52 | |
| 2 | 1:20,020 | 17,780 | 6,3 | 22 | 62 | |
| 3 | 1:19,992 | 23,825 | 7,9 | 27 | 78 | |
| 4 | 1:19,254 | 31,267 | 11,9 | 32 | 98 | |
| 5 | 1:19,002 | 44,399 | 15,9 | 38 | 125 | |
| 6 | 1:19,180 | 63,348 | 19 | 47 | 177 | |
| Метрический | 80 | 1:20 | 80 | 26 | 52 | 186 |
| 100 | 1:20 | 100 | 32 | 60 | 220 | |
| 120 | 1:20 | 120 | 38 | 70 | 254 | |
| 160 | 1:20 | 160 | 50 | 90 | 321 | |
| 200 | 1:20 | 200 | 62 | 110 | 388 |
Укороченные конусы Морзе
По причине избыточности длины конуса Морзе при некотором его применении, был образован стандарт укороченных конусов.
В обозначении конуса находится значение наибольшего диаметра образованного после уменьшения длины при сохранении соотношения.
Таким образом девять типоразмеров укороченных конусов, В7, В10, В12, В16, В18, В22, В24, В32, В45 получили распространение при установке сверлильных патронов и другого инструмента.
Значения диаметров D1 и d1 являются теоретически-расчётными и зависят от номинальных размеров D и L.
Основные размеры укороченных конусов Морзе
| Наименованиеконуса | N конуса Морзе | D, мм | D1, мм | d1, мм | amax, мм | L, мм | M | l1, мм |
| B7 | 7,067 | 7,2 | 6,5 | 3,0 | 11,0 | — | — | |
| B10 | 1 | 10,094 | 10,3 | 9,4 | 3,5 | 14,5 | — | — |
| B12 | 1 | 12,065 | 12,2 | 11,1 | 3,5 | 18,5 | М6 | 16,0 |
| B16 | 2 | 15,733 | 16,0 | 14,5 | 5,0 | 24,0 | — | — |
| B18 | 2 | 17,780 | 18,0 | 16,2 | 5,0 | 32,0 | М10 | 24,0 |
| B22 | 3 | 21,793 | 22,0 | 19,8 | 5,0 | 40,5 | — | — |
| B24 | 3 | 23,825 | 24,1 | 21,3 | 5,0 | 50,5 | М12 | 28,0 |
| B32 | 4 | 31,267 | 31,6 | 28,6 | 6,5 | 51,0 | М16 | 32,0 |
| B45 | 5 | 44,399 | 44,7 | 41,0 | 6,5 | 64,5 | М20 | 40,0 |
Конус Морзе
Для закрепления инструмента на станках в машиностроении широко применяются хвостовики и оправки конической формы, называемой конусом Морзе. Эта простая и, в то же время, надежная конструкция позволяет быстро и максимально точно закрепить инструмент в патроне станка.
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.
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.
Наиболее оптимальной формой, позволяющей с максимальной точностью закрепить инструмент в станке, обеспечить быструю смену инструмента без отклонений, а так же обеспечить подачу СОЖ (смазочно-охлаждающей жидкости) к рабочей части инструмента является конус.
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.
Преимущества конуса Морзе
- Кроме возможности быстрой смены инструмента и прочного закрепления его в станке, избегая смещения, а соответственно и перенастройки станка конус Морзе дает еще ряд преимуществ.
- Во-первых, применение конуса Морзе привело к значительному уменьшения размеров хвостовика инструмента без потери надежности его закрепления в станке.
- Во-вторых – придает дополнительный упор по оси крепления при меньшей длине инструмента по сравнению с цилиндрическим хвостовиком.
- В-третьих – существенно снижает вероятность заклинивания инструмента в шпинделе.
Системы обозначения конусов Морзе
В России и странах ближнего зарубежья до сих пор принято классифицировать все виды конусов Морзе согласно советским ГОСТам. В них указаны основные параметры (конусность, длина, диаметры наружного и внутреннего конусов) для каждого вида конусов Морзе.
Даже сейчас, когда во всем мире производство инструмента регламентируется международными стандартами ISO и DIN, обозначения ГОСТ обозначения в нашей стране не потеряли свою актуальность. Более того, старые ГОСТы постоянно дорабатываются и совершенствуются.
На данный момент основным документом, регламентирующим обозначения и размеры конусов Морзе является ГОСТ 25557-2006 «Конусы инструментальные. Основные размеры», заменивший устаревший ГОСТ 25557-82. Ниже приведены примеры обозначения конусов Морзе из данного ГОСТ.
Так же существуют госты на отдельные виды инструмента, в которых применена эта конструктивная особенность. Например, ниже приведена таблица обозначений оправок с конусом Морзе для сверлильных патронов (ГОСТ 2682-86).
В соответствие с современными международными стандартами конусы Морзе подразделяются на 8 видов, обозначаемых маркировкой МТ и цифрами от 0 до 7 (например: МТ3), в Германии принята маркировка МК
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:
| Наименование конуса | N конуса Морзе | D, мм | D1, мм | d1, мм | amax, мм | L, мм | M | l1, мм |
| B7 | 0 | 7,067 | 7,2 | 6,5 | 3,0 | 11,0 | — | |
| B10 | 1 | 10,094 | 10,3 | 9,4 | 3,5 | 14,5 | — | |
| B12 | 12,065 | 12,2 | 11,1 | 18,5 | М6 | 16,0 | ||
| B16 | 2 | 15,733 | 16,0 | 14,5 | 5,0 | 24,0 | — | |
| B18 | 17,780 | 18,0 | 16,2 | 32,0 | М10 | 24,0 | ||
| B22 | 3 | 21,793 | 22,0 | 19,8 | 40,5 | — | ||
| B24 | 23,825 | 24,1 | 21,3 | 50,5 | М12 | 28,0 | ||
| B32 | 4 | 31,267 | 31,6 | 28,6 | 6,5 | 51,0 | М16 | 32,0 |
| B45 | 5 | 44,399 | 44,7 | 41,0 | 64,5 | М20 | 40,0 |
Появление такой конструкции хвостовика, как конус Морзе, не было грандиозным прорывом в машиностроении. Оно стало следующей ступенью в эволюционном развитии производства. Конус Морзе заслуженно занимает важную нишу в истории машиностроения, и по сей день, коническая форма хвостовика является ярким примером простого, но надежного конструкторского решения.
Загрузка...
