Войти
Сверлильные патроны, установленные Jacobs, сужаются к оправке с конусом Морзе для шпинделя. 
Передняя часть шпинделя на шпиндельной бабке токарного станка. Маленький конус с внутренней резьбой - это конус Морзе, который подходит для токарного станка или такого инструмента, как спиральное сверло. На большой охватываемый конус устанавливается патрон токарного станка, который удерживается большой гайкой. 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 # 2 (MT2) 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).
Державка для фрезерного станка с конусом CAT-40. 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.
Хвостовик HSK A63 
Чертеж хвостовика HSK A63 
Анимация державки HSK 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.
цанги с конусом R8 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
