Конус морзе номер 5

Конусы Морзе

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″).

Метрические конусы

Конусы Морзе и метрические с резьбовым отверстием

Основные размеры наружных инструментальных метрических и Морзе конусов с резьбовым отверстием

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

Диаметры D₁ и d₁ являются теоретически-расчётными и зависят от номинальных размеров D, a и l.

Основные размеры внутренних инструментальных метрических и Морзе конусов

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

Конус Морзе – это одно из самых распространенных средств для закрепления инструмента на станке. Свое название данный инструмент получил в честь знаменитого инженера Стивена Морзе, жившего в XIX веке. Сегодня для правильного выбора размеров этого изделия применяют дробные числа. Существует несколько стандартизованных значений, различающихся углами наклона и размерами.

Область применения конуса Морзе – это машиностроение. С его помощью можно быстро и очень точно закрепить режущий инструмент. Для этого конус Морзе крепится в станке в специальном отверстии или патроне, а в него в свою очередь вставляется например сверло. Такой способ крепежа гарантирует наиболее точное центрирование и последующую обработку. Также с его помощью можно подавать к обрабатываемой детали или режущему инструменту смазочно-охлаждающую жидкость.

Габариты и элементы конуса Морзе

Отличительной чертой одного конуса Морзе от другого являются размеры. Существуют несколько их видов и в соответствии с ГОСТом каждый имеет определенный номер и аббревиатуру. Чтобы измерить его, необходимо воспользоваться калибровкой, а лучше всего специальной таблицей, которая позволит рассчитать размеры до микрона. В зависимости от станка, на котором будет проводиться обработка детали, следует выбирать например резец, сверло, а затем вид изобретения Стивена Морзе.

С развитием машиностроительной отрасли возникла потребность в расширении модельного ряда конусов Морзе. Для этого был разработан метрический конус, который не имел особых конструктивных отличий от своего предшественника. Его конусность равнялась 1:20, при этом угол 2°51’51″, а уклон 1°25’56″. Метрические конусы позволили создать большой выбор инструмента для различных станков и операций. Классифицируются они на две категории: большие и малые. Большие обозначаются, например № 120, 200, и цифры соответствуют наибольшему диаметру метрического конуса.

Инструментальный конус представляет собой конический хвостовик какого-нибудь режущего инструмента и коническое отверстие в шпинделе или бабке такого же диаметра. Его функция заключается в быстрой смене режущего инструмента и сохранении высокой точности при центрировании и закреплении.

Применяется в основном в станках с ЧПУ, потому что устраняет ряд недостатков обычного конуса Морзе.

Преимущества:

• заклинивание хвостовиков в шпинделе гораздо меньше;
• меньшие размеры;
• улучшенный упор по оси;
• простота закрепления;
• автоматическая смена режущего инструмента.

В наши дни конусы Морзе изготавливают в соответствие с международным стандартом ISO и DIN. В России система стандартизации объединяет в один класс как просто конусы Морзе, так и метрические и инструментальные. Информацию о них можно получить в ГОСТ 25557-82. Ситуация с единым ГОСТом сложилась из-за того, что конусы Морзе со времен СССР пользуются в нашем государстве большой популярностью, а параллельно с этим появилось много новых.

Скачать ГОСТ 25557-82

Конусы Морзе распределены по 8 категориям. За рубежом это МТ0, МТ1, МТ2, МТ3, МТ4, МТ5, МТ6, МТ7. В Германии такая же нумерация, но буквенное обозначение МК. В нашей стране и на постсоветском пространстве КМ0, КМ1, КМ2, КМ3, КМ4, КМ5, КМ6 и №80.

Как показало время, некоторые конусы Морзе зарубежного производства неудобны в эксплуатации по причине большой длины. На этот случай был разработан ряд укороченных изделий, имеющий 9 размеров.

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.

Основные сведения о хвостовиках и их обозначение

Существует несколько видов исполнения инструментального конуса. Он может содержать резьбу, лапку или обходиться без них.

В его торце может быть нарезана резьба, которую делают для закрепления инструмента на шпинделе с использованием штревеля. Это специальный шток, предотвращающий выпадение инструмента. Также с его помощью изделие можно извлечь, если его случайным образом заклинит в шпинделе.

Если хвостовик изготовлен с лапкой, то она удерживает инструмент в шпинделе за счет того, что закреплена в специальном пазу. Лапка имеет два предназначения, с ее помощью легче достать изделие из шпинделя, а также создается жесткая фиксация и не будет проворачивания.

Также можно встретить исполнение с несколькими канавками и отверстиями. Они имеют разную глубину и размеры. Их задача – подводить к режущему инструменту смазочно-охлаждающую жидкость.

Хвостовики инструмента бывают различной конструкции и обозначаются буквенным кодом. Ниже приведена их расшифровка:

• BI – внутренний, имеется паз;
• ВЕ – наружный, имеется лапка;
• AI – внутренний, имеется отверстие по оси;
• АЕ – наружный, имеется отверстие по оси с резьбой;
• BIK – внутренний, имеются паз и отверстие для подачи смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ);
• ВЕК – наружный, имеется лапка и отверстие для подачи СОЖ;
• AIK – внутренний, содержит отверстия по оси и для подачи СОЖ;
• АЕК – наружный, содержит отверстие по оси с резьбой и отверстие для подачи СОЖ.

Наружный и внутренний соответствуют своим названиям. В зависимости от используемого инструмента, следует выбирать исполнение наружное или внутреннее.

Укороченные конусы Морзе

В некоторых ситуациях размеры конуса Морзе через чур большие и в таком случае следует пользоваться укороченными вариантами.

Представленные ниже названия означают, что конус был укорочен:

• B7 — до 14 мм;
• B10 — до 18 мм;
• B12 — до 22 мм;
• B16 — до 24 мм;
• B18 — до 32 мм;
• B22 — до 45 мм;
• B24 — до 55 мм;
• B32 — до 57 мм;
• B45 — до 71 мм;

Цифра в названии информирует о размере диаметра новой части конуса. Подробные данные можно взять из соответствующего ГОСТа.

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.

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.

Хвостовики с резьбой

Хвостовики с резьбой вкручиваются в шпиндель, надежно фиксируются в посадочном проеме. Размер и тип резьбы определяются конструктивным исполнением.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

МКС 25.100
ОКП 39 0000

Дата введения 2018-01-01
 

Предисловие

1 ПОДГОТОВЛЕН Открытым акционерным обществом «ВНИИИНСТРУМЕНТ» (ОАО «ВНИИИНСТРУМЕНТ») на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 5

2 ВНЕСЕН Межгосударственным техническим комитетом по стандартизации МТК 95 «Инструмент»

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 20 марта 2017 г. N 160-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 25557-2016 (ISO 296:1991) введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 января 2018 г.

1 Область применения

2 Нормативные ссылки

3 Обозначения конусов

В зависимости от конструкции инструментальный хвостовик должен иметь обозначение:

BI — внутренний конус с пазом;

BE — наружный конус с лапкой;

AI — внутренний конус с отверстием по оси;

4 Размеры

4.2 Основные размеры конусов должны соответствовать указанным на рисунке 1 и в таблице 2.
 

Рисунок 1, лист 1
 

Рисунок 1, лист 2
 

Таблица 2

Пример условного обозначения конуса Морзе 3, степени точности АТ7:

Морзе 3 АТ7 ГОСТ 25557-2016

То же, метрического конуса 120, степени точности АТ8:

Метрический 120 АТ8 ГОСТ 25557-2016

Приложение ДА (справочное).

Информация о причинах включения в стандарт дополнительных положений по сравнению с примененным международным стандартом

Приложение ДА
(справочное)

Таблица ДА.1

Приложение ДБ (справочное).

Сопоставление структуры настоящего стандарта со структурой примененного в нем международного стандарта

Приложение ДБ
(справочное)

Таблица ДБ.1

Приложение ДВ (справочное).

Сведения о соответствии ссылочных межгосударственных стандартов международным стандартам, использованным в качестве ссылочных в примененном международном стандарте

Приложение ДВ
(справочное)

Таблица ДВ.1

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:

1. Гладкий;
2. С резьбой;
3. 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:

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.

Оцените статью:

Рейтинг: 0/5 — 0
голосов