Типы инструментальных конусов
Что такое инструментальный конус?
Это хвостовик конического типа преимущественно токарно-фрезерного инструмента: фрезы, сверла, вращающиеся центра, зажимные оправки, а также их ответная часть – отверстие под соответствующий конус (посадочное гнездо) в шпинделе или задней бабке станка. Основное назначение – быстрая смена инструмента, а также надежное и точное крепление инструмента.
Виды конусов:
Конус Морзе
Конус Морзе — один из самых популярных в типов конусов не только в России, но и в мире.
Существует восемь размеров конуса Морзе: от КМ0 до КМ7 (англ. MT0-MT7, нем. MK0-MK7) с соответствующей конусностью от 1:19,002 до 1:20,047 (угол от 1°25’43" до 1°30’26").
Стандарты для конуса Морзе: ISO 296, DIN 228. Российский стандарт ГОСТ 25557-2006 (Конусы инструментальные. Основные размеры.).
Различают следующие виды хвостовиков конуса Морзе:
1. С лапкой. Зажимается в пазу шпинделя стандартным заклиниванием лапки. Конструкция зажима упрощает выбивания конуса из посадочного гнезда шпинделя и предотвращает проскальзывание и проворачивание.
2. С резьбой. Фиксация осуществляется штревелем, его вворачивают в торцевую часть конуса шпинделя. Это еще один вариант надежного крепления.
3. Существует также вариант без лапки и резьбы.
Там, где требуется обработка с подводом смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ), используются инструмент и оправки со специальными каналами.
Метрический конус
Метрические конусы (англ. Metric Taper). Конструктивно метрические конуса схожи с конусами Морзе. Их конусность 1:20 (угол 1°25’56"). Типоразмер конуса определится самым широким диаметром в миллиметрах. Согласно ГОСТ 25557-2006, маленькие метрические конуса обозначаются под № 4 и № 6 (англ. ME4, ME6) и большие метрические конуса под № 80, 100, 120, 160, 200 (англ. ME80-ME200).
Размеры конусов (внутр. и внеш.)
(по ГОСТ 25557-82), мм
|
Обозначение конуса |
|
Конусность |
D1 |
D |
d |
d1 |
d2 |
d3 max |
d4 max |
d5 |
l1 max |
l2 max |
l3 max |
l4 max |
l5 min |
l6 |
|
№4 |
Метрический |
1:20 |
4,1 |
4 |
2,9 |
- |
- |
- |
2,5 |
3 |
23 |
25 |
- |
- |
25 |
21 |
|
№6 |
|
1:20 |
6,2 |
6 |
4,4 |
- |
- |
- |
4 |
4,6 |
32 |
35 |
- |
- |
34 |
29 |
|
КМ0 |
Морзе |
1:19,212 |
9,2 |
9,045 |
6,4 |
- |
6,1 |
6 |
6 |
6,7 |
50 |
53 |
56,3 |
59,5 |
52 |
49 |
|
КМ1 |
|
1:20,047 |
12,2 |
12,065 |
9,4 |
M6 |
9 |
8,7 |
9 |
9,7 |
53,5 |
57 |
62 |
65,5 |
56 |
52 |
|
КМ2 |
|
1:20,020 |
18 |
17,780 |
14,6 |
M10 |
14 |
13,5 |
14 |
14,9 |
64 |
69 |
75 |
80 |
67 |
62 |
|
КМ3 |
|
1:19,922 |
24,1 |
23,825 |
19,8 |
M12 |
19,1 |
18,5 |
19 |
20,2 |
80,1 |
86 |
94 |
99 |
84 |
78 |
|
КМ4 |
|
1:19,254 |
31,6 |
31,267 |
25,9 |
M16 |
25,2 |
25,2 |
24 |
26,5 |
102,5 |
109 |
117,5 |
124 |
107 |
98 |
|
КМ5 |
|
1:19,002 |
44,7 |
44,399 |
37,6 |
M20 |
36,5 |
35,7 |
35,7 |
38,2 |
129,5 |
136 |
149,5 |
156 |
135 |
125 |
|
КМ6 |
|
1:19,180 |
63,8 |
63,348 |
53,9 |
M24 |
52,4 |
51 |
51 |
54,6 |
182 |
190 |
210 |
218 |
188 |
177 |
|
КМ7[5] |
|
1:19,231 |
|
83,058 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
№80 |
Метрический |
1:20 |
80,4 |
80 |
70,2 |
M30 |
69 |
67 |
67 |
71,5 |
196 |
204 |
220 |
228 |
202 |
186 |
|
№100 |
|
1:20 |
100,5 |
100 |
88,4 |
M36 |
87 |
85 |
85 |
90 |
232 |
242 |
260 |
270 |
240 |
220 |
|
№120 |
|
1:20 |
120,6 |
120 |
106,6 |
M36 |
105 |
102 |
102 |
108,5 |
268 |
280 |
300 |
312 |
276 |
254 |
|
№160 |
|
1:20 |
160,8 |
160 |
143 |
M48 |
141 |
138 |
138 |
145,5 |
340 |
356 |
380 |
396 |
350 |
321 |
|
№200 |
|
1:20 |
201 |
200 |
179,4 |
M48 |
177 |
174 |
174 |
182,5 |
412 |
432 |
460 |
480 |
424 |
388 |
Укороченные конуса Морзе
В конструкцию конусов Морзе были вновь внесены изменения, потому что во многих сферах использования они были слишком длинные. Путем удаления самой толстой части конуса были разработаны девять размеров укороченных конусов Морзе (B7, B10, B12, B16, B18, B22, B24, B32, B45). Цифра на конце обозначает диаметр толстой части конуса в мм. Российский стандарт на укороченные конуса - ГОСТ 9953-82.
• B7 — укороченный до 14 мм КМ0.
• B10, B12 — укороченный до 18 и 22 мм соответственно КМ1.
• B16, B18 — укороченный до 29 и 37 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
Наиболее часто встречаемый и используемый тип инструментального конуса. Применяется в основном для станков с ЧПУ с автоматической сменой инструмента. Создан в качестве альтернативы и решения основных недостатков конусов Морзе – самозаклинивание, немалая длина (увеличивает биение), технические ограничения в автоматическом зажиме и смене инструмента и оправок в шпинделе.
Производство этого конуса регулируется несколькими национальными и международными стандартами, которые отличаются системой измерения размерности (дюймовая или метрическая), дополнительными элементами (захватывающий элемент, посадочные фланцы, штревели (штоки)) и названиями. Содержание этих стандартов может отличаться. Например:
• ISO-конусы регулируется международным стандартом ISO 7388.
• DV, SK (от нем. Steilkegel). Немецкий вариант конуса регулируется стандартом DIN 2080, DIN 69871.
• NMTB (от англ. National Machine Tool Builders Association), NST. Американский вариант конуса регулируется стандартом ANSI B5.18.
• CAT, CV (от Caterpillar V-Flange). Американский вариант конуса регулируется стандартом ANSI B5.50.
• BT — японская разновидность конуса регулируется стандартом JIS B6339 (MAS403).
• NFE 62540 - французский стандарт.
• Советские и российские стандарты: ГОСТ 15945-82 основные размеры конусов; ГОСТ 25827—93 на конструкции хвостовиков; ГОСТ 19860-93 на допуски.
Во всех стандартах обозначение типоразмера конуса одинаков и осуществляется с помощью цифры от 10 до 80 с шагом 5. Например ISO15, NMTB30, BT60. Сейчас конуса обычно производят со сменными штревелями для большей совместимости оборудования, изготовленного по разным стандартам.
Capto
Оснастка Capto
Конус Capto, сконструированный компанией Sandvik Coromant, в настоящее время применяется на многочисленных производствах. Его сечение - это треугольник с скругленными краями и выгнутыми сторонами. Благодаря такой форме конус не проворачивается в гнезде (в свою очередь, в HSK в этой целью используются пазы).
Так же, как и HSK, используется в фрезерных обрабатывающих центрах и, особенно, токарно-фрезерных центрах, однако не получил аналогичного распространения. Также применяется в следующих сферах:
• В модульных системах оснастки (например, переходники, удлинители и т.д.),
• Как система быстрой смены инструмента в приводных блоках.
Кроме этого, на сегодняшний день выпускаются револьверы CDI, на которых применяются только Capto-блоки. Исходя из размера обозначение соединения Capto имеет вид: C3... C10.
HSK, КМ
HSK-конус (от нем. Hohlschaftkegel, полый конус) применяется в фрезерных обрабатывающих и токарно-фрезерных центрах. Производство регулируется стандартами ISO 12164, DIN 69893. Российским аналогом стандарта является ГОСТ Р ИСО 12164.
Конусность 1:10. Конструкция может отличаться в зависимости от разновидности фланца, обозначаемого буквами A, B, C, D, E, F, а его наибольший диаметр в мм будет определять размер конуса (от 25 до 160). Например HSK-A63. Однако диаметр фланца и размер конуса не всегда совпадают, например у HSK-A50 и HSK-В63 конуса совпадают, а у HSK-A63 и HSK-В63 отличаются.
Основные преимущества HSK-соединения: автоматическая быстрая смена инструмента (особенно необходимо в обрабатывающих центрах с ЧПУ), малый вес, возможность установки токарных резцов в шпиндель, хорошая повторяемость, жесткость. Обычно стандартные резцы квадратного сечения устанавливаются в специальную промежуточную оправку, которой оснащен конус HSK. Но порой применяются резцы с хвостовиком HSK.
KM-конус от фирмы-разработчика Kennametal, в целом, похож но HSK, но область его применения не столь широка.
Переходные оправки и втулки
Переходные втулки конусов Морзе
В целях сокращения номенклатуры инструмента налажен выпуск разных переходников из одних конусов в другие. Переходник типа наружный конус - внутренний конус называется переходной втулкой. Переходник типа наружный конус - наружный конус называется переходной оправкой. Так, обозначение оправки с конуса 7:24 на конус Морзе, имеет вид ISO30-B16.
