Конус iso 40 размеры

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 ]

	Конус Морзе 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.

Часто покупатель, заказывая вспомогательный инструмент для станка, убежден в том, что, указав при заказе «шпиндель с конусом SK40», он обязательно получит то, что хочет. Когда же купленный им инструмент не подходит к станку, заказчик бывает крайне удивлен: «Как же так, раньше покупал "Оправку SK40 с конусом 7:24" и не было никаких проблем, а теперь купил "тот же самый" SK40, а он вдруг не подходит». Попробуем разобраться в ситуации.

Заказчик одновременно прав и не прав. Основная проблема заключается в самом обозначении. Буквы SK обозначают только конусность хвостовика оправки и являются сокращением от немецкого Steilkegel — крутой конус. Под крутым конусом в данном случае понимаются оправки с конусностью 7:24. Таким образом, указывая при заказе SK, заказчик определяет только тип хвостовика. Другими распространенными типами хвостовиков в станкостроении является короткий полый конус HSK, конус Морзе МК, модульные системы КМ и Capto. Цифра 40 указывает на размер хвостовика. В этой части заказник все указал правильно. Ошибка его заключается в том, что помимо типа и размера хвостовика необходимо указывать стандарт, по которому выполнен хвостовик.
В СССР существовал ГОСТ 25827-83 «Хвостовики инструментов с конусом 7:24». В связи с тем, что этот ГОСТ не соответствовал ни одному из существующих международных стандартов, в 1992 году его пересмотрели. Было внесено много существенных изменений и дополнений — и он стал полностью соответствовать стандарту ISO 7388/1- 83. «Новому» ГОСТу присвоили новый российский номер — ГОСТ Р 50071-92. При этом абсолютно «потерялся» старый ГОСТ 1983 года, в результате чего в 1993 году он был еще раз пересмотрен. Было решено вернуть старый, привычный всем номер ГОСТ 25827, а российский ГОСТ Р 50071-92 (который был выпущен «взамен ГОСТ 25827-83 и ГОСТ 24644-81 в части оправок с конусом 7:24») аннулировали. Таким образом, в России сегодня действует только один ГОСТ 25827-93 «Хвостовики инструментов с конусом 7:24».
В данном ГОСТе стандартизованы три исполнения хвостовиков:

1. Хвостовики по «исполнению 1» применяются для станков с ручной сменой инструмента и соответствуют DIN 2080.
2. По «исполнению 2» — для станков с автоматической сменой инструмента, соответствуют стандарту ИСО 7388/1-83, совпадающему с DIN 69871.
3. По «исполнению 3» (также для автоматической смены инструмента) не соответствуют никаким западным аналогам и имеют примечание: «инструмент с хвостовиками для оборудования до 01.01.94».

Это все в нашей стране. Какова же ситуация за рубежом?
Сегодня в Европе наиболее распространены хвостовики с исполнением по DIN — немецкому стандарту, на основе которого был создан международный стандарт ISO. На японских станках преобладают хвостовики с исполнением MAS ВТ (японский стандарт JIS В 6339). Станки со шпинделями по этому стандарту находят все более широкое распространение в Европе, соответственно, расширяется номенклатура вспомогательного инструмента с этим типом присоединения. В Америке распространены вспомогательные инструменты с хвостовиками CAT/ANSI. Некоторые фирмы изготавливают станки с присоединением к шпинделю собственной конструкции (например, Mazak). В чем же заключаются принципиальные отличия указанных хвостовиков? В статье приведены эскизы некоторых стандартных хвостовиков и таблицы с основными размерами.

На большинстве европейских станков применяется вспомогательный инструмент по DIN 69871 (ИСО 7388/1-83). В этом стандарте имеется три исполнения:

• форма «А» — без центрального отверстия для подвода СОЖ (соответствует российскому ГОСТу 25827-93 исп. 2);
• форма «AD» — с центральным отверстием для подвода СОЖ через центр шпинделя;
• форма «В» — с боковыми отверстиями для подвода СОЖ, расположенными на торце фланца под захват манипулятора.

Форма «AD» аналогична форме «А», только со сквозным центральным отверстием.
Исполнение «В» конструктивно различается у различных фирм, но функции остаются неизменными.
Исполнение 1 по ГОСТ 25827-93 (для ручной смены инструмента) сегодня полностью соответствует DIN 2080.
Многие станки отечественного и западного производства сегодня ориентированы именно на DIN (ISO), реже встречаются станки с исполнением шпинделя под MAS ВТ. Большинство фирм, выпускающих вспомогательный инструмент (включая российские), предлагают полную гамму по обоим стандартам.
При покупке станка все же лучше лишний раз уточнить, какое именно исполнение шпинделя предлагается заказчику. Часто фирмы-производители станков указывают только типоразмер вспомогательного инструмента без указания, по какому стандарту выполнен шпиндель. Если есть возможность выбора, то лучше выбирать станок с таким вспомогательным инструментом, который уже используется на вашем предприятии. Если же фирма предлагает без альтернативы станок с ранее не применявшимся в вашем производстве типом шпинделя, лучше обратиться к фирме, предлагающей соответствующий вспомогательный инструмент, и узнать у нее, насколько широкая гамма инструмента данного стандарта имеется в наличии. Иначе придется долго искать источник приобретения необходимого вспомогательного инструмента.
При всем многообразии рассмотренного вспомогательного инструмента существует частичная взаимозаменяемость. Все инструменты одного типоразмера имеют одинаковый посадочный базовый диаметр и приблизительно одинаковую базовую длину. Чаще всего сложность возникает только при автоматической смене инструмента, когда оправка берется манипулятором из магазина станка. Инструменты различных стандартов имеют различную форму и размеры канавки под захват манипулятора, а также различное расстояние от базовой плоскости шпинделя до оси канавки. При ручной смене такая проблема не возникает. Поскольку каждый стандарт имеет свою форму тяги для зажима оправки в шпинделе станка, необходимо проверить, можно ли на данном станке использовать тягу данного стандарта, или необходимо изготовить специальную переходную тягу. Именно с помощью переходных тяг вспомогательный инструмент, выполненный по DIN 69871, может быть закреплен на станке со шпинделем по ГОСТ 25897-93 исполнение 3. Рекомендуется также проверить базовую длину конуса, т. к. она у разных стандартов тоже немного отличается.

Елена Климова
Журнал «СТРУЖКА», сентябрь 2003 г.

Данные оправки используют конус 7:24, соответствующий стандартам:

• ISO 7388/1 – Международный стандарт.
• DIN 69871 – Немецкий стандарт, SK (от нем. Steilkegel).
• ГОСТ 25827-93 – исполнение 2 (ГОСТ 26539-85 – устаревший) – Российский стандарт

Стандарты ГОСТ 15945-82 на основные размеры конусов, ГОСТ 19860-93 — на допуски. ГОСТ 20305-94: Калибры для конусов с конусностью 7:24.

Технические условия

Типоразмер конуса обозначается цифрой, существуют размеры от 10-го до 80-го с шагом 5. Для всех стандартов типоразмер конусной части одинаков.

Оправки изготавливают со сменными штревелями, что улучшает совместимость с оборудованием разных производителей.