Конус инструментальный. Нормальные углы и конусы инструментов Основные сведения о хвостовиках и их обозначение

И исполнению.

Конус Морзе и метрический конус

Конус Морзе - одно из самых широко применяемых креплений инструмента. Был предложен Стивеном А. Морзе приблизительно в 1864 году .

Конус Морзе подразделяется на восемь размеров, от КМ0 до КМ7 (англ. MT0-MT7 , нем. MK0-MK7 ) . 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.

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, 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 25557-2006 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

Таблица 1

	Обозначение конуса	Конусность	D	D 1	d	d 1	d 2	d 3 max	d 4 max	d 5	l 1 max	l 2 max	l 3 max	l 4 max	l 5 min	l 6
Метрический	№ 4	1:20	4	4,1	2,9	-	-	-	2,5	3	23	25	-	-	25	21
Метрический	№ 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	1:19,922	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	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

Укороченные конуса Морзе

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 .

ГОСТ 19860-93

Группа Г81

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

КОНУСЫ ВНУТРЕННИЕ И НАРУЖНЫЕ КОНУСНОСТЬЮ 7:24

Допуски

Internal and axternal 7:24 tapers.
Tolerances

ОКС 25.080*
ОКП 39 0000

____________________

* В указателе "Национальные стандарты" 2006 год
ОКС 25.080.01. - Примечание.

Дата введения 1996-01-01

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Российской Федерацией

ВНЕСЕН Техническим секретариатом Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации

2 ПРИНЯТ Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации 15.03.94

Наименование государства	Наименование национального органа по стандартизации
Азербайджанская Республика	Азгосстандарт
Республика Беларусь	Белстандарт
Республика Казахстан	Госстандарт Республики Казахстан
Республика Молдова	Молдовастандарт
Российская Федерация	Госстандарт России
Туркменистан	Туркменглавгосинспекция
Республика Узбекистан	Узгосстандарт
Украина	Госстандарт Украины

3 Постановлением Комитета Российской Федерации по стандартизации, метрологии и сертификации от 28.06.95 N 329 межгосударственный стандарт ГОСТ 19860-93 введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 1 января 1996 г.

4 ВЗАМЕН ГОСТ 19860-74

1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Настоящий стандарт распространяется на конусы по ГОСТ 15945 с конусностью 7:24 обозначением от 30 до 80 и устанавливает допуски углов и формы конусов от 3 до 7 степени точности.

Требования настоящего стандарта являются обязательными.

2 НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

ГОСТ 8908-81 Основные нормы взаимозаменяемости. Нормальные углы и допуски углов

ГОСТ 15945-82 Конусы внутренние и наружные конусностью 7:24. Размеры

3 ДОПУСКИ УГЛА И ФОРМЫ КОНУСОВ

3.1 Размеры и допуски углов наружных и внутренних конусов должны соответствовать указанным на рисунке и в таблице 1.

________________
* Размер для справок.

** - базорасстояние конуса задается в стандартах на конкретную продукцию

1 - основная плоскость; 2 - базовая плоскость

Таблица 1

Размеры в миллиметрах

Обозначения конусов				Допуск угла, мкм, конуса по ГОСТ 8908

Условное обозначение конусов - по ГОСТ 15945 с добавлением степени точности конуса по настоящему стандарту, например:

Конус 50 АТ5 ГОСТ 15945-82

3.2 Предельные отклонения базорасстояния конуса следует выбирать из ряда: ±0,4; ±0,2; ±0,1; ±0,05 мм.

3.3. Допуски формы конусов должны соответствовать указанным в таблице 2.

Таблица 2

Обозначение конуса	Наименование допуска	Допуск формы, мкм, для степеней точности

30; 35	Допуск прямолинейности
40; 45
50; 55
60; 65
70; 75
80
30; 35; 40;	Допуск круглости
45; 50;
55; 60
65; 70; 75; 80

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:

Хвостовики по «исполнению 1» применяются для станков с ручной сменой инструмента и соответствуют DIN 2080.
По «исполнению 2» — для станков с автоматической сменой инструмента, соответствуют стандарту ИСО 7388/1-83, совпадающему с DIN 69871.
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.

Для уменьшения номенклатуры инструмента, который применяется в промышленном металлообрабатывающем оборудовании, выпускаются разнообразные переходники из одних конусов в другие - для инструмента с коническим хвостовиком, а также конического отверстия шпинделя.

Переходник типа "наружный конус - внутренний конус" именуют переходной втулкой. Переходник типа "наружный конус - наружный конус" именуют переходной оправкой

Переходные втулки с конусом 7:24

Основная сфера применения инструментального конуса 7:24 – станки с ЧПУ оснащённые узлом для автоматической смены инструмента. Данный тип конуса лишён основного недостатка присущего конусу Морзе, который фиксируется самозаклиниванием, что представляет сложность для автоматической установки в шпиндель станка. Также конус 7:24 обладает большей площадью осевого упора влияющего на точность установки, возможностью замены штревелей предназначенных для затягивания и фиксации в шпинделе специальным механизмом.

Переходные втулки с конусом Морзе

Эти конуса изготавливаются в соответствии со стандартами Морзе (Стивен А.Морзе - американский изобретатель 19 века).

Стандартные конуса такого типа имеют несколько соответствующих типоразмеров, которые обозначаются цифрами 0,1,2,3,4,5,6. Подбор номеров переходных втулок осуществляется в соответствии с теми номерами, которые имеют конуса режущего инструмента.

Фиксация конического хвостовика в специально предусмотренном отверстие шпинделя достигается за счет действия силы трения, которая возникает между коническими поверхностями. Обеспечивают высокую точность центровки инструмента, а также обеспечивают быструю его смену - с помощью специального клина.

Переходные втулки Морзе имеют два варианта исполнения: короткий и длинный.

Переходные втулки с HSK-конусом

HSK-конус (от нем. Hohlschaftkegel, полый конус) используется во фрезерных и токарно-фрезерных обрабатывающих центрах. Конусность 1:10.

HSK-конус 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).

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.

Переходные втулки с конусом R8

Конус R8 разработан компанией Bridgeport Machines для своего оборудования. Создавался специально для цанговых зажимов, впоследствии стал использоваться как инструментальный конус. Существует только один типоразмер.

ГОСТ 25827-93
(ИСО 7388-1-83)

Группа Г27

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ХВОСТОВИКИ ИНСТРУМЕНТОВ С КОНУСОМ 7:24

Размеры

Tool shanks with 7/24 taper. Dimensions

ОКП 39 2800

Дата введения 1995-01-01

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Госстандартом России

ВНЕСЕН Техническим секретариатом Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации

2 ПРИНЯТ Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации 21 октября 1993 г.

За принятие проголосовали:


Наименование государства	Наименование национального органа по стандартизации
Республика Кыргызстан	Кыргызстандарт
Республика Молдова	Молдовастандарт
Российская Федерация	Госстандарт России
Республика Таджикистан	Таджикстандарт
Туркменистан	Туркменглавгосинспекция

3. Стандарт соответствует международному стандарту ИСО 297-88 в части размеров хвостовиков инструментов с конусом 7:24 и полностью соответствует ИСО 7388-1-83

4 ВВЕДЕН ВЗАМЕН ГОСТ 25827-83 и ГОСТ 24644-81 в части оправок с конусом 7:24

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ


	Номер пункта

Настоящий стандарт распространяется на хвостовики инструментов с конусом 7:24 для ручной и автоматической смены инструментов.

Требования настоящего стандарта являются обязательными, кроме изложенных в примечаниях 3 и 4 к табл.1 и в примечаниях к табл.2-4.

1. Хвостовики инструментов должны изготовляться исполнений:

1 - для ручной смены инструментов с конусами от 30 до 80;

2 и 3 - для автоматической смены инструментов с конусами от 30 до 50.

2. Размеры хвостовиков инструментов должны соответствовать:

исполнения 1 - указанным на черт.1 и в табл.1;

исполнения 2 - указанным на черт.2 и в табл.2;

исполнения 3 - указанным на черт.3 и в табл.3.

Примечание. Инструмент с хвостовиками исполнения 3 - для оборудования, спроектированного до 01.01.94.

Черт.1. Размеры хвостовиков инструментов. Исполнение 1

_________________

1 - основная плоскость; 2 - зона крепления инструмента

Таблица 1

Обозначение конуса
хвостовика инструмента

Не бо-
лее

±0,1
(±0,5)

±0,2
(±0,4)

Не ме-
нее

Не бо-
лее

_________________
* Размеры для справок.

Размеры соответствуют ИСО 297-88, кроме размеров, заключенных в скобках (см. приложение)

Примечания:

1. Размеры, заключенные в скобках для станков, спроектированных до 01.01.94.

2. Размеры , , распространяются на инструменты, для которых предусмотрен зажим с передней стороны фланца.

3. Канавка для выхода шлифовального круга - по ГОСТ 8820 . Допускается изготовление хвостовиков без канавки для выхода шлифовального круга между базовым диаметром и фланцем. При этом диаметр цилиндрической переходной поверхности =.

4. По согласованию с потребителем допускается увеличение размера до значений равных диаметру наружной поверхности конца шпинделя по ГОСТ 30064-93 .

Черт.2. Исполнение 2

_________________
* Предельное отклонение положения основной плоскости.

*** Размер для справок.

1 - основная плоскость; 2
режущей кромки инструмента; 3 - измерительный ролик; 4 - зона крепления инструмента

Таблица 2

Не более

,
не менее

_________________
* Размеры хвостовиков, соответствующие ИСО 7388-1-83 (см. приложение).

Примечания:

1. Величина диаметра цилиндрической части должна удовлетворять следующему соотношению:

ГОСТ 8820 . Ширина канавки для конусов 30 и 40 - 1,6 мм, для конусов 45 и 50 - 3,0 мм;

- увеличение размера при условии выполнения соотношения , при этом пазы под шпонку шириной могут быть несквозными с параллельными сторонами длиной не менее значения ;

Черт.3. Исполнение 3

_________________
* Предельное отклонение положения основной плоскости.

** Размеры определяют пространство для захвата инструмента.

1 - основная плоскость; 2 - база отсчета для определения положения
режущей кромки инструмента; 3 - измерительный ролик

Таблица 3

Обозначение конуса хвостовика инструмента

Не более

Не менее

Не более

Примечания:

1. Канавка для выхода шлифовального круга - по ГОСТ 8820 .

2. По согласованию с потребителем допускается:

- между базовым диаметром и фланцем изготовлять канавку для выхода шлифовального круга глубиной по ГОСТ 8820 , ширина канавки для конусов 30 и 40 - 1,6 мм, для конусов 45 и 50 - 3,0 мм;

- увеличение размера до значения, не превышающего: , при этом пазы под шпонку шириной могут изготовляться несквозными с параллельными сторонами длиной не менее значения ;

- изготовление паза с размером .

3. Размеры и форма центрового отверстия должны соответствовать указанным на черт.4 и в табл.4.

Черт.4. Размеры и форма центрового отверстия. Исполнения 1, 2

________________
* Размеры для справок.

** Для ручной смены инструмента - по согласованию с потребителем.

4. Неуказанные предельные отклонения размеров: Н14, h14, ±

5. Степень точности конусов АТ4, АТ5, допуски угла и формы конуса - по ГОСТ 19860 . Отклонение угла конуса от номинального располагать в "плюс".

6. Поверхностная твердость конической части хвостовиков - 51 ... 57 HRC.

Таблица 4


Обозначение конуса хвостовика инструмента	, не более	, не более	, не менее	, не менее	6Н (7Н)

Примечания:

1. Размер, заключенный в скобках, для станков, спроектированных до 01.01.94.

2. Для станков с ручной сменой инструмента для размера допускается применять поле допуска Н9, предельное отклонение размера не регламентируется.

3. Канавка для выхода шлифовального круга (поз.1) - по согласованию с потребителем.

Пример условного обозначения хвостовика исполнения 2 с конусом 30:

Хвостовик 2-30 ГОСТ 25827-93

ПРИЛОЖЕНИЕ (справочное). СООТВЕТСТВИЕ НАСТОЯЩЕГО СТАНДАРТА МЕЖДУНАРОДНЫМ СТАНДАРТАМ ИСО 297-88, ИСО 7388/1-83

ПРИЛОЖЕНИЕ
Справочное

СООТВЕТСТВИЕ НАСТОЯЩЕГО СТАНДАРТА МЕЖДУНАРОДНЫМ СТАНДАРТАМ
ИСО 297-88, ИСО 7388/1-83

Размеры хвостовиков инструментов с конусом 7:24 для ручной смены инструментов, установленные в настоящем стандарте, полностью охватывают номенклатуру их размеров по международному стандарту ИСО 297-88 и приведены на черт.1 и в табл.1; для автоматической смены инструментов - полностью соответствуют ИСО 7388-1-83 и приведены на черт.2 и в табл.2.

Дополнительно в стандарт включены требования к размерам хвостовиков инструментов с конусом 7:24 для автоматической смены инструмента (исполнение 3), не предусмотренным международными стандартами, требования к степеням точности хвостовиков, допуски угла конуса и допуски формы, поверхностная твердость конической части хвостовика.

Текст документа сверен по:
официальное издание
М.: Издательство стандартов, 1994