Машина конусность представляет собой систему для закрепления режущих инструментов или державок в шпинделе о наличии станка или инструменте. Мужской член конической формы (то есть, с конусностью ) вписывается в охватывающее гнездо, которое имеет соответствующий конус равного угла.
Почти все шпиндели станков и многие шпиндели электроинструментов имеют конус в качестве основного метода крепления инструментов. Даже на многих сверлильных станках, ручных дрелях и токарных станках, которые имеют патроны (например, сверлильный патрон или цанговый патрон ), патрон крепится конусом. На сверлах, сверлильных станках и фрезерных станках охватываемым элементом является хвостовик инструмента или хвостовик резцедержателя, а охватывающее гнездо выполнено за одно целое со шпинделем. На токарных станках охватываемая часть может принадлежать инструменту или шпинделю; Носик веретена может иметь конус с внешней стороны, сужающийся с внутренней стороны или и то, и другое.
Операторы станков должны иметь возможность быстро и легко устанавливать или снимать насадки. Токарный станок, например, имеет вращающийся шпиндель в его бабке, к которому может быть желательным смонтировать шпоры диска или работу в цангах. Другой пример - сверлильный станок, на который оператор может установить сверло напрямую или с помощью сверлильного патрона.
Практически все фрезерные станки, от самых старых ручных станков до самых современных станков с ЧПУ, используют инструменты, которые устанавливаются на конической поверхности.
Конус станка - это простая, недорогая, повторяемая и универсальная система крепления инструмента. Он обеспечивает возможность индексации, так как инструменты можно быстро менять, но они точно расположены как концентрически, так и аксиально за счет конуса. Он также обеспечивает передачу высокой мощности через интерфейс, что необходимо для фрезерования.
Станки конусность может быть сгруппирована в самоблокировки и самоосвобождающихся классы. В самоудерживающихся конусах охватываемая и охватывающая части клинья вместе и связываются друг с другом до такой степени, что силам сверления можно противостоять без дышла, и инструмент будет оставаться в шпинделе в режиме ожидания. При необходимости смены инструмента он выталкивается клином. Сужения Морса и Джейкобса являются примером самоудерживающейся разновидности. С саморастворяющимися конусами вилка не будет застрять в ней без тягового стержня, удерживающего ее там. Однако при хорошем тяговом усилии он очень неподвижен. NMTB / CAT, BT и HSK являются примерами разновидностей самораспускающихся.
При небольших нагрузках (например, на заднюю бабку токарного станка или сверлильный станок) инструменты с самоудерживающимися конусами просто надеваются на шпиндель или в него; давление шпинделя на заготовку плотно вдавливает конический хвостовик в коническое отверстие. Трение по всей поверхности интерфейса обеспечивает передачу большого количества крутящего момента, поэтому шлицы или шпонки не требуются.
Для использования с большими нагрузками (например, с которыми сталкивается шпиндель фрезерного станка) обычно имеется шпонка для предотвращения вращения и / или резьбовая часть, которая зацепляется дышлом, которое зацепляется либо с резьбой, либо с головкой вытяжной шпильки, которая ввинчивается в них. Затем дышло затягивается, при этом хвостовик плотно втягивается в шпиндель. Тяга важна на фрезерных станках, поскольку в противном случае поперечная составляющая силы могла бы вызвать раскачивание инструмента из конуса.
Все машины сужаются чувствительны к чипсам, ники (вмятины) и грязи. Они не будут располагаться точно, и самоудерживающаяся разновидность не будет надежно удерживаться, если такие проблемы мешают посадке самца в самку с плотным контактом по всей конической поверхности. Машинисты обучены содержать конусы в чистоте и обращаться с ними таким образом, чтобы они не порезались другими инструментами. Циклы смены инструмента с ЧПУ обычно включают продувку сжатым воздухом, в то время как один резцедержатель заменяется другим. Воздушный поток имеет тенденцию сдувать стружку, которая в противном случае могла бы попасть между державкой и шпинделем.
Инструменты с коническим хвостовиком вставляются в соответствующее коническое гнездо и вставляются или скручиваются на место. Затем они удерживаются трением. В некоторых случаях необходимо усилить фрикционную посадку, например, при использовании дышла, по сути, длинного болта, который удерживает инструмент в гнезде с большей силой, чем это возможно с помощью других средств.
Следует проявлять осторожность при работе с обычным сверлильным или токарным станком, в котором отсутствует дышло для втягивания конуса в зацепление, если используется инструмент, требующий высокого крутящего момента, но обеспечивающий небольшое осевое сопротивление. Примером может служить использование сверла большого диаметра для небольшого увеличения существующего отверстия. В этой ситуации может возникнуть значительная вращательная нагрузка. Напротив, режущее действие потребует очень небольшого усилия или усилия подачи. Усилие помогает удерживать конус на месте и обеспечивает существенное фрикционное сцепление.
Хвостовик не сконструирован таким образом, чтобы выдерживать скручивающие силы, достаточные для того, чтобы конус соскользнул, и в этой ситуации часто ломается. Это позволит инструменту вращаться в конусе с внутренней резьбой, что может привести к его повреждению. Доступны расширители с конусом Морзе для устранения незначительных повреждений.
Конические хвостовики лучше всего "втыкаются" в гнездо, когда и хвостовик, и гнездо чистые. Хвостовики можно протереть, но гнезда, поскольку они глубокие и недоступные, лучше всего очищать специальным инструментом для чистки конусов, который вставляется, скручивается и удаляется.
Инструменты с коническим хвостовиком извлекаются из гнезда разными способами, в зависимости от конструкции гнезда. В сверлильных станках и аналогичных инструментах инструмент извлекают, вставляя металлический блок в форме клина, называемый «выколоткой», в прямоугольное поперечное отверстие через гнездо и постукивая по нему. По мере того, как поперечное сечение выколотки увеличивается при дальнейшем продвижении выколотки, в результате выколотка, упираясь в крайнюю переднюю кромку хвостовика, выталкивает инструмент наружу. Во многих задних бабках токарных станков инструмент снимается путем полного втягивания пиноли в заднюю бабку, которая прижимает инструмент к концу ходового винта или внутренней шпильки, отделяя конус и освобождая инструмент. Если инструмент удерживается дышлом, как в некоторых шпинделях фрезерования, на дышле частично снимается резьба с помощью гаечного ключа, а затем ударяется молотком, который отделяет конус, после чего инструмент можно дополнительно открутить и удалить. Некоторые шпиндели фрезерования имеют невыпадающее дышло, которое выталкивает инструмент при его активном отвинчивании за незакрепленную ступеньку; они не требуют постукивания. Для простых розеток с открытым доступом к задней части вставляется пробойник в осевом направлении сзади, а инструмент вырезается наружу.
Существует множество стандартных конусов, которые различаются по следующим параметрам:
Стандарты сгруппированы по семействам, которые могут иметь разные размеры. Сужение в пределах семьи может быть или не быть постоянным. Конусы Ярно и NMTB стабильны, но семейства Джейкобсов и Морзе различаются.
Доступны переходники, позволяющие использовать один тип конусного инструмента, например, Морзе, на станке с другим конусом, например, R8 или наоборот, и более простые переходники, состоящие из конической втулки с внешней и внутренней стороны, позволяющие небольшому инструменту Морзе работать с конусом. использоваться в станке с большим внутренним диаметром.
Одним из первых применений конусов было крепление сверл непосредственно к станкам, например, в задней бабке токарного станка, хотя позже были разработаны патроны для сверл, которые удерживали сверла с параллельным хвостовиком.
Конусы Brown amp; Sharpe, стандартизированные одноименной компанией, являются альтернативой более часто встречающимся конусам Морзе. Как и у Морзе, они имеют ряд размеров от 1 до 18, из которых 7, 9 и 11 являются наиболее распространенными. Фактическая конусность у них находится в узком диапазоне около 0,500 дюйма на фут.
Размер | Lg. Dia. | См. Dia. | Длина | Конусность (дюйм / фут) | Конус (дюйм / дюйм) |
---|---|---|---|---|---|
1 | 0,2392 | 0,2000 | 0,94 | 0,5020 | 0,04183 |
2 | 0,2997 | 0,2500 | 1.19 | 0,5020 | 0,04183 |
3 | 0,3753 | 0,3125 | 1,50 | 0,5020 | 0,04183 |
4 | 0,4207 | 0,3500 | 1,69 | 0,5024 | 0,04187 |
5 | 0,5388 | 0,4500 | 2,13 | 0,5016 | 0,04180 |
6 | 0,5996 | 0,5000 | 2.38 | 0,5033 | 0,04194 |
7 | 0,7201 | 0,6000 | 2,88 | 0,5010 | 0,04175 |
8 | 0,8987 | 0,7500 | 3,56 | 0,5010 | 0,04175 |
9 | 1,0775 | 0,9001 | 4,25 | 0,5009 | 0,04174 |
10 | 1,2597 | 1,0447 | 5.00 | 0,5161 | 0,04301 |
11 | 1,4978 | 1,2500 | 5,94 | 0,5010 | 0,04175 |
12 | 1,7968 | 1,5001 | 7,13 | 0,4997 | 0,04164 |
13 | 2,0731 | 1,7501 | 7,75 | 0,5002 | 0,04168 |
14 | 2,3438 | 2,0000 | 8,25 | 0,5000 | 0,04167 |
15 | 2,6146 | 2,2500 | 8,75 | 0,5000 | 0,04167 |
16 | 2,8854 | 2,5000 | 9,25 | 0,5000 | 0,04167 |
17 | 3,1563 | 2,7500 | 9,75 | 0,5000 | 0,04167 |
18 | 3,4271 | 3,0000 | 10,25 | 0,5000 | 0,04167 |
Конус Jacobs (сокращенно JT) обычно используется для крепления патронов сверлильного станка к оправке. Углы конуса непостоянны и варьируются от 1,41 ° на сторону для # 0 (и неясного # 2+От 1 ⁄ 2) до 2,33 ° с каждой стороны для № 2 (и № 2 короткого).
Также есть несколько размеров между №2 и №3: №2 короткий, №6 и №33.
Конус | Малый конец | Биг Энд | Длина |
---|---|---|---|
# 0 | 0,22844 дюйма (5,8024 мм) | 0,2500 дюйма (6,3500 мм) | 0,43750 дюйма (11,113 мм) |
# 1 | 0,33341 дюйма (8,4686 мм) | 0,3840 дюйма (9,7536 мм) | 0,65625 дюйма (16,669 мм) |
# 2 | 0,48764 дюйма (12,386 мм) | 0,5590 дюйма (14,199 мм) | 0,87500 дюйма (22,225 мм) |
# 2 Короткий | 0,48764 дюйма (12,386 мм) | 0,5488 дюйма (13,940 мм) | 0,75000 дюйма (19,050 мм) |
# 2+1 ⁄ 2 | 0,625 дюйма (15,875 мм) | 0,677 дюйма (17,196 мм) | 1,055 дюйма (26,797 мм) |
# 3 | 0,74610 дюйма (18,951 мм) | 0,8110 дюйма (20,599 мм) | 1,21875 дюйма (30,956 мм) |
# 4 | 1,0372 дюйма (26,345 мм) | 1,1240 дюйма (28,550 мм) | 1,6563 дюйма (42,070 мм) |
# 5 | 1,3161 дюйма (33,429 мм) | 1,4130 дюйма (35,890 мм) | 1,8750 дюйма (47,625 мм) |
№6 | 0,6241 дюйма (15,852 мм) | 0,6760 дюйма (17,170 мм) | 1,0000 дюйма (25,400 мм) |
# 33 | 0,5605 дюйма (14,237 мм) | 0,6240 дюйма (15,850 мм) | 1,0000 дюйма (25,400 мм) |
Конусы Ярно используют сильно упрощенную схему. Степень конусности составляет 1:20 по диаметру, другими словами 0,600 дюйма по диаметру на фут, 0,050 дюйма по диаметру на дюйм. Конусность варьируется от числа 2 до числа 20. Диаметр большого конца в дюймах всегда равен размеру конуса, деленному на 8, меньший конец всегда равен размеру конуса, деленному на 10, а длина - это размер конуса, деленный на 2. Например, размер Jarno # 7 составляет 0,875 дюйма (7/8) на большом конце. Размер малого конца составляет 0,700 дюйма (7/10), а длина - 3,5 дюйма (7/2).
Система была изобретена Оскаром Дж. Билом из Brown amp; Sharpe.
Конус | Большой конец | Малый конец | Длина | Конусность / фут | Конус / в | Угол от центра / ° |
---|---|---|---|---|---|---|
# 2 | 0,2500 | 0,2000 | 1,00 | 0,6000 | 0,0500 | 1,4321 |
# 3 | 0,3750 | 0,3000 | 1,50 | 0,6000 | 0,0500 | 1,4321 |
# 4 | 0,5000 | 0,4000 | 2,00 | 0,6000 | 0,0500 | 1,4321 |
# 5 | 0,6250 | 0,5000 | 2,50 | 0,6000 | 0,0500 | 1,4321 |
№6 | 0,7500 | 0,6000 | 3,00 | 0,6000 | 0,0500 | 1,4321 |
# 7 | 0,8750 | 0,7000 | 3,50 | 0,6000 | 0,0500 | 1,4321 |
# 8 | 1,0000 | 0,8000 | 4.00 | 0,6000 | 0,0500 | 1,4321 |
№9 | 1,1250 | 0,9000 | 4,50 | 0,6000 | 0,0500 | 1,4321 |
# 10 | 1,2500 | 1,0000 | 5.00 | 0,6000 | 0,0500 | 1,4321 |
# 11 | 1,3750 | 1,1000 | 5,50 | 0,6000 | 0,0500 | 1,4321 |
# 12 | 1,5000 | 1,2000 | 6.00 | 0,6000 | 0,0500 | 1,4321 |
# 13 | 1,6250 | 1,3000 | 6.50 | 0,6000 | 0,0500 | 1,4321 |
# 14 | 1,7500 | 1,4000 | 7.00 | 0,6000 | 0,0500 | 1,4321 |
# 15 | 1,8750 | 1,5000 | 7,50 | 0,6000 | 0,0500 | 1,4321 |
# 16 | 2,0000 | 1,6000 | 8.00 | 0,6000 | 0,0500 | 1,4321 |
# 17 | 2,1250 | 1,7000 | 8,50 | 0,6000 | 0,0500 | 1,4321 |
# 18 | 2,2500 | 1,8000 | 9.00 | 0,6000 | 0,0500 | 1,4321 |
# 19 | 2,3750 | 1,9000 | 9,50 | 0,6000 | 0,0500 | 1,4321 |
# 20 | 2,5000 | 2,0000 | 10.00 | 0,6000 | 0,0500 | 1,4321 |
Конус Морзе был разработан Стивеном А. Морсом из Нью-Бедфорда, штат Массачусетс, в середине 1860-х годов. С тех пор он развился, чтобы охватить все меньшие и большие размеры и был принят в качестве стандарта многими организациями, включая Международную организацию по стандартизации (ISO) как ISO 296 и Немецкий институт стандартизации (DIN) как DIN 228-1. Это один из наиболее широко используемых типов, особенно часто встречающийся на хвостовиках спиральных сверл с коническим хвостовиком и машинных разверток, в шпинделях промышленных сверлильных станков и в задних бабках токарных станков. Угол конуса конуса Морзе несколько зависит от размера, но обычно составляет 1,49 градуса (включая около 3 градусов).
Некоторые модульные ортопедические тотальные имплантаты бедра используют конус Морзе для соединения компонентов друг с другом. Точно так же в некоторых зубных имплантатах для соединения компонентов используется конус Морзе.
Конусы Морзе бывают восьми размеров, обозначенных целыми числами от 0 до 7, и одного половинного размера (4 1/2 - очень редко встречаются и не показаны в таблице). Часто обозначение сокращается как MT, за которым следует цифра, например, конус Морзе номер 4 будет MT4. Конус MT2 - это размер, который чаще всего встречается в сверлильных станках с усилием до 1 ⁄ 2 дюйма. Короткие версии с таким же углом конуса, но немного больше половины обычной длины, иногда встречаются для целого числа размеров от 1 до 5. Для них существуют стандарты, которые, помимо прочего, иногда используются в головках токарных станков, чтобы сохранить сквозное отверстие шпинделя большего размера.
Конусы Морзе бывают самоудерживающимися и могут иметь три типа концов:
Самоудерживающиеся конусы основаны на сильном преобладании осевой нагрузки над радиальной нагрузкой для передачи высоких крутящих моментов. Проблемы могут возникнуть при использовании больших сверл по отношению к хвостовику, если пилотное отверстие слишком велико. Резьба важна для любой боковой нагрузки, особенно при фрезеровании. Единственное исключение - такие неблагоприятные ситуации можно смоделировать для удаления заклинившего хвостовика. Разрешение болтовни поможет ослабить хватку. Острый (узкий) угол конуса может привести к такому заклиниванию при больших осевых нагрузках или в течение длительного времени.
Иногда встречаются концевые фрезы с коническим хвостовиком Морзе и хвостовиком: для безопасности они должны использоваться с С-образным воротником или подобным, вставляя их в шейку между фрезой и хвостовиком и оттягивая назад к большому концу конуса.
Сама конусность составляет примерно 5/8 дюйма на фут, но точные соотношения и размеры для различных размеров конусов с выступом приведены ниже.
Номер конуса Морзе | Конус | А | B (макс.) | C (макс.) | D (макс.) | E (макс.) | F | грамм | ЧАС | J | K |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
0 | 1: 19,212 | 9,045 | 56,5 | 59,5 | 10,5 | 6 | 4 | 1 | 3 | 3.9 | 1 ° 29 '27 " |
1 | 1: 20.047 | 12,065 | 62 | 65,5 | 13 | 8,7 | 5 | 1.2 | 3.5 | 5.2 | 1 ° 25 '43 " |
2 | 1: 20.020 | 17,780 | 75 | 80 | 16 | 13,5 | 6 | 1.6 | 5 | 6.3 | 1 ° 25 '50 " |
3 | 1: 19,922 | 23,825 | 94 | 99 | 20 | 18,5 | 7 | 2 | 5 | 7.9 | 1 ° 26 '16 " |
4 | 1: 19,254 | 31,267 | 117,5 | 124 | 24 | 24,5 | 8 | 2,5 | 6.5 | 11,9 | 1 ° 29 '15 " |
5 | 1: 19.002 | 44,399 | 149,5 | 156 | 29 | 35,7 | 10 | 3 | 6.5 | 15,9 | 1 ° 30 '26 " |
6 | 1: 19.180 | 63,348 | 210 | 218 | 40 | 51 | 13 | 4 | 8 | 19 | 1 ° 29 '36 " |
7 | 1: 19,231 | 83,058 | 285,75 | 294,1 | 34,9 | - | - | 19.05 | - | 19 | 1 ° 29 '22 " |
Конусы серии B - это стандарт DIN (DIN 238), который обычно используется для установки патронов на их оправки, как и более старые конусы Jacobs. Каждый конус в серии B фактически является малым или большим концом конуса Морзе:
Число после B - это диаметр (D) большого конца конуса с точностью до миллиметра и «примерно» на 1 мм больше, чем большой конец гнезда (~ 2 мм в случае B22 и B24).
Национальная станкостроительный ассоциация строителей (теперь называется Ассоциация производственных технологий) определила крутой конус, который обычно используется на фрезерных станках. Конус по-разному обозначается как NMTB, NMT или NT. Конус составляет 3,500 дюйма на фут и также обозначается как «7 на 24» или 7/24; вычисленный угол составляет 16,5943 градуса. Все инструменты NMTB имеют этот конус, но инструменты бывают разных размеров: NMTB-10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50 и 60. Эти конусы, по-видимому, также были указаны в ASA (теперь ANSI) B5. 10-1943.
NMTB - это «самораспускающийся» или «быстрый» конус. В отличие от более острых самоудерживающихся конусов, описанных выше, такие конусы не предназначены для передачи большого крутящего момента; высокие крутящие моменты передаются за счет зацепления шпонок с пазами на фланце. Цель состоит в том, чтобы обеспечить быстрое и легкое переключение между различными инструментами (автоматически или вручную), при этом инструмент или резцедержатель будут плотно и жестко соединены со шпинделем и точно соосны с ним. Более крупный конец, прилегающий к инструменту, обеспечивает большую жесткость, чем это возможно с конусами Морзе или R8, установленными на сопоставимых станках.
В патенте 1794361 (подана 25 марта 1927 г.) описаны формы шпинделя и инструмента фрезерного станка с использованием крутого конуса. Патент был передан компаниям Kearney amp; Trecker Corporation, Brown amp; Sharpe и Cincinnati Milling Machine Company. В патенте требовался конус, который позволял бы свободно высвобождать инструмент, и было обнаружено, что конус 3,5: 12 обладает этим свойством. В патенте также использовались шпонки, пазы и хвостовик на хвостовике инструмента, чтобы предотвратить выпадение хвостовика инструмента из шпинделя горизонтальной фрезы, когда оператор подсоединяет дышло.
В стандарте ANSI B5.18-1972 указаны некоторые основные размеры шпинделей и хвостовиков фрезерных станков с конусом размеров 30, 40, 45, 50, 60. В технических характеристиках описывается положение ведущей шпонки и фланца, а также резьба втягиваемого болта. который удерживает хвостовик в шпинделе.
Инструмент называется «Быстрая смена»; Национальная ассоциация станкостроителей, 1927 г.; NMTB; Американский стандартный машинный конус, ANSI B5.18; DIN 2080 / IS 2340; ISO R 290-2583. Имеются небольшие различия в резьбе и фланцах (JIS B 6339: MAS 403); а европейские стандарты (например, конус ISO) используют метрическую резьбу.
Хвостовики инструмента NMTB имели конус 7 на 24, но они также имели хвостовик постоянного диаметра (пилот) на конце хвостовика, который был описан в патенте 1927 года. В последующих модификациях конструкции хвостовик был уменьшен (хвостовик стал короче), а на фланце появилась V-образная канавка, которая облегчила автоматическую смену инструмента. Современные конструкции начали использовать тяговые тяги, которые зажимали тяговые шпильки (также известные как удерживающие ручки), которые ввинчивались в хвостовик инструмента, а не ввинчивались в тяги. Тяговое дышло будет захватывать тяговый стержень, а не ввинчиваться в хвостовик инструмента.
Более современные конструкции державок стали известны как Caterpillar "V-Flange", CAT, V-Flange, ANSI B5.50, SK, ISO, International (INT), BT, ISO 7388-1, DIN 69871, NFE 62540. Когда-то опять же, есть небольшие вариации в инструментах. Хотя основные размеры конуса одинаковы, существуют различия во фланцах, размерах врезной резьбы и тяговых шпильках; в международных версиях используются метрические размеры.
Державки HSK были разработаны в начале 1990-х годов. HSK означает de: Hohlschaftkegel ; Немецкий язык для «конусов с полым хвостовиком».
Крутые конусы имеют тенденцию расшатываться на высокой скорости, так как их цельные хвостовики жестче, чем шпиндели, в которые они входят, поэтому при высокой центробежной силе шпиндель расширяется больше, чем резцедержатель, что изменяет общую длину: то есть, когда шпиндель `` расширяется '' резцедержатель имеет тенденцию продвигаться глубже в шпиндель по оси Z, что может привести к производству деталей, выходящих за пределы допуска. Полый хвостовик HSK намеренно тонкий и гибкий, поэтому он расширяется больше, чем шпиндель, и сжимается при вращении на высокой скорости. Кроме того, держатель HSK имеет двойной контакт: он входит в зацепление со шпинделем как на конусе, так и на верхней части фланца, что предотвращает осевое перемещение при тепловом расширении и / или центробежной силе шпинделя.
Гибкость также используется для обеспечения точного осевого местоположения. Державка HSK имеет конический хвостовик и фланец с сопрягаемой поверхностью. Хвостовик короткий (примерно вдвое короче, чем у других машин), с неглубоким конусом (соотношение 1:10) и немного слишком велик, чтобы фланец полностью вошел в гнездо. Тонкие стенки, короткий хвостовик и неглубокий конус обеспечивают большое отверстие в задней части инструмента. В нее входит расширяющаяся цанга, которая сопрягается с фаской 30 ° внутри хвостовика. Когда дышло втягивается, оно расширяет цангу и втягивает хвостовик обратно в гнездо, сжимая хвостовик до тех пор, пока фланец не сядет на переднюю часть шпинделя. Это обеспечивает жесткое, повторяемое соединение, поскольку в нем используется центробежная сила внутри шпинделя. По мере увеличения центробежных сил расширяющаяся цанга внутри HSK заставляет стенки хвостовика резцедержателя оставаться в контакте со стенкой шпинделя.
Дизайн HSK был разработан как непатентованный стандарт. Рабочая группа, разработавшая стандарт HSK, состояла из представителей академических кругов, Немецкой ассоциации производителей инструментов и группы международных компаний и конечных пользователей. Результатом стали немецкие стандарты DIN 69063 для шпинделя и 69893 для хвостовика. Рабочая группа HSK приняла не конкретный дизайн продукта, а набор стандартов, определяющих державки HSK для различных приложений. Группа определила в общей сложности шесть форм хвостовиков HSK 9 размеров.
Размеры идентифицируются по диаметру фланца хвостовика в миллиметрах. Эти диаметры взяты из ряда предпочтительных чисел R10 ' от 25 до 160 мм.
Сегодня формы хвостовика обозначаются буквами от A до F и T. Основные различия между формами заключаются в расположении пазов привода, пазов для захвата, отверстий для охлаждающей жидкости и площади фланца.
А - основная форма. Хвостовик B-образной формы является вариантом для применений с высоким крутящим моментом и имеет фланец на один размер больше диаметра вала. (Таким образом, хвостовик A-40 поместится в гнездо B-50.)
Формы C и D представляют собой упрощенные варианты A и B для ручного использования, исключая функции для размещения автоматических устройств смены инструмента, такие как V-образная канавка и соответствующие пазы ориентации, а также углубление для чипа RFID.
Фланцы и конусы форм E и F аналогичны формам A и B, но предназначены для очень высокой скорости обработки (20 000 об / мин и выше) легких материалов за счет устранения всех асимметричных элементов для минимизации дисбаланса и вибрации.
ASME B5. 62 «Инструмент для полого конуса с контактом фланца с поверхностью» и ISO 12164-3: 2014 «Размеры хвостовиков для стационарных инструментов» включают дополнительную форму T, которая двунаправленно совместима с формой A, но имеет гораздо более жесткий допуск на ширина шпонок и шпоночных пазов, используемых для углового выравнивания. Это позволяет точно удерживать невращающийся токарный инструмент.
Соединение HSK зависит от комбинации осевых сил зажима и натяга конического хвостовика. Все эти силы создаются и контролируются конструктивными параметрами сопрягаемых компонентов. Хвостовик и шпиндель должны иметь точно совпадающие конусы и поверхности, перпендикулярные оси конуса. Существует несколько способов зажима HSK. Все используют какой-либо механизм для усиления зажимного действия одинаково расположенных сегментов цанги. Когда резцедержатель зажат в шпинделе, усилие дышла создает прочный контакт металл-металл между хвостовиком и внутренним диаметром зажимного устройства. Дополнительное приложение усилия на дышле надежно фиксирует два элемента вместе в соединение с высоким уровнем радиальной и осевой жесткости. Когда сегменты цанги вращаются, зажимной механизм приобретает центробежную силу. Конструкция HSK фактически использует центробежную силу для увеличения прочности соединения. Центробежная сила также заставляет тонкие стенки хвостовика отклоняться в радиальном направлении с большей скоростью, чем стенки шпинделя. Это способствует надежному соединению, гарантируя прочный контакт между хвостовиком и шпинделем. Автомобильная и авиакосмическая промышленность являются крупнейшими пользователями державок HSK. Другой отраслью, в которой наблюдается рост использования, является производство пресс-форм и штампов.
Этот конус был разработан Bridgeport Machines, Inc. для использования в ее фрезерных станках. Конусы R8 не являются самоудерживающимися, поэтому для них требуется тяговое дышло, проходящее через шпиндель к верхней части станка, чтобы предотвратить расшатывание при столкновении с поперечными силами. Они также имеют шпонки (см. Изображение) для предотвращения вращения во время вставки и извлечения, хотя при использовании именно конус передает крутящий момент. Резьба дышла обычно составляет 7 ⁄ 16 ″ –20 т / д ( UNF ). Угол конуса равен 16 ° 51 '(16,85 °) с наружным диаметром 1,25 "и длиной 15 / 16 ". (источник, производитель Bridgeport) Диаметр параллельной установочной части не является «дробным дюймом», как другие размеры, и составляет от 0,949 ″ до 0,9495 ″.
Инструменты с конусом R8 вставляются непосредственно в шпиндель станка. Цанги R8 обычно используются для удержания инструмента с круглым хвостовиком, хотя можно удерживать любую форму, если цанга имеет вырез соответствующей формы. Цанги имеют прецизионное отверстие с осевыми пазами для сжатия режущих инструментов и имеют резьбу для дышла. Система R8 обычно используется с цангами диаметром от 1 ⁄ 8 ″ до 3 ⁄ 4 ″ или державками того же или немного большего диаметра. Цанги или держатели инструмента вставляются непосредственно в шпиндель, а дышло затягивается в верхней части цанги или держателя инструмента сверху шпинделя. Другие инструменты, такие как сверлильные патроны, фрезы, фрезы со сменными пластинами и т. Д., Могут иметь конический хвостовик R8, встроенный в инструмент или добавленный к нему.
Конус R8 обычно встречается на Бриджпорте и подобных револьверных станках из США или на (очень распространенных) копиях этих станков из других стран. Популярность во многом объясняется успехом Бриджпорта и других заводов, которые были созданы по его образцу и производились на протяжении большей части 20-го века.
Источники