Как изготовить конус морзе

Конус Морзе изобретен в середине позапрошлого века Стивеном А. Морзе. Несмотря на то что об этом изобретателе в нашей стране мало что известно, сам конус применяется часто. Во времена СССР все, кто работал со станками, использовал это изобретение. Заслуга Морзе огромна: он не только придумал способ крепления, но и создал сверло, состоящее из пары параллельных спиральных канавок с режущей кромкой.

Определение понятия

Морзе — это обтекатель в дрели конусообразной формы. Угол его может быть разным: величина зависит от стороны инсталляции установки в приводную часть станка. Пролювий во время сверления способствует удержанию инструмента в станке. Также есть возможность легко и безопасно вытащить конус из шпиндельного участка.

Часто случается, когда длина конуса становится слишком большой.

Разновидности конусов

Морзе может изготовляться по разным технологиям, поэтому не всегда один инструмент можно без проблем заменить на другой.

Прежде чем подбирать подходящий обтекатель, нужно определиться, какие у конуса Морзе размеры, соответствующие ГОСТу.

Инструменты зачастую отличаются друг от друга длиной, диаметром, величиной угла.

При выборе обтекателя нужно обращать внимание на буквенные обозначения и на цифры:

• число напротив буквы «Д» означает базовый размер конусного гнезда;
• числовой показатель возле «Л» — это глубина проникновения.

Размеры эти общие для всех стран, где активно применяется метрическая система счисления. Создаваемые сегодня обтекатели Морзе, как правило, имеют переходники, которые можно менять. Это упрощает работу, так как оборудование может быть совмещено с разными стандартами.

Заглавные буквы латинского алфавита обозначают особенности фланцевого сечения. Сам пролювий может иметь длину от 2,5 см до 16 см.

Сегодня наиболее качественными обтекателями для сверлильных станков можно считать инструменты, которые выпускаются под брендами «Кеннаметал» и «Капто».

Те, кто работает на станке, прекрасно знают, что они обладают хорошей устойчивостью к резким и значительным изменениям температуры. Конусы этих марок достаточно прочны и удобны в использовании. Они отвечают всем необходимым требованиям. Морзе, которые имеют маркировку «Капто», выпускаются на свет и распространяются по всему миру фирмой «Сандвик Коромант».

Сегодня такие инструменты продвигаются как аналоги HSK высшего класса. Сам обтекатель при проекции на плоскость будет иметь форму треугольника. На его круглых краях есть углубления. Но следует заметить, что такой инструмент имеет довольно высокую цену, так как процесс его изготовления весьма сложный. В свою очередь, Капто подразделяются на несколько типов, наиболее популярными среди которых являются те, что обозначены как «С3» и «С10».

Первоначально такой инструмент создавался для того, чтобы его можно было использовать при зажиме цанговым методом.

Существует разделение на 8 размеров: самый маленький из них обозначается как «КМ0», а самый большой — как «КМ7». Все остальные типы конусов также обозначаются буквами «К», «М» и цифрой от 1 до 6

. Впрочем, российский стандарт не рекомендует применять обтекатель Морзе КМ7, вместо него используется метрический конус № 80.

Обтекатели, которые созданы по дюймовым и метрическим стандартам, могут заменять друг друга. Они похожи во всем и различаются только резьбой хвостовика.

Размеры обтекателей Морзе

Разновидностей Морзе существует много, и поэтому поиск нужного инструмента для работы на станке — сложное и долгое занятие. Можно потратить много сил, времени и нервов, прежде чем удастся найти подходящий инструмент.

Дело осложняется еще и тем, что названия одних и тех же разновидностей конусов Морзе могут различаться в разных источниках. Однако главная особенность этих обтекателей заключается в том, что их можно сразу узнать по конкретным числовым обозначениям.

1. Существуют обтекатели, обозначающиеся числами «10», «100», «1000».
2. Есть инструменты меньшего размера, для обозначения которых применяются десятичные дроби — «0,001», «0,0001».

В речи профессиональных сверловщиков конусы последних двух размеров называются короткими словами «зу» и «тенф», которые были заимствованы у американцев. Самый эффективный способ измерить конус — использование калибровки. Чтобы измерение было более точным, применяется специальная таблица пересчета размеров. С ее помощью можно определить диаметр с точностью до тысячной доли сантиметра.

Все конусы Морзе, которые выпускаются сегодня, имеют стандарты ISO 296, DIN 228, ГОСТ 25557–2006 . Последняя модель обладает наибольшей популярностью в нашей стране. У такого обтекателя есть улучшенный способ крепления патрона.

Длина и диаметр инструментов, которые используются в США, как правило, измеряются в дюймах. Жители России к таким единицам измерения не привыкли, и поэтому специально для них все размеры обтекателей переводят из дюймов в миллиметры. Например, для кольцевых фрез HSS, HSS-Co и TCT переходник на Weldon 19,05 мм конус Морзе 2 имеет размер диаметра 12−60 мм. Независимо от того, какой размер имеет обтекатель, невозможно оспорить тот факт, что этот способ крепления вот уже много лет является самым популярным во всех развивающихся странах.

Для закрепления инструмента на станках в машиностроении широко применяются хвостовики и оправки конической формы, называемой конусом Морзе. Эта простая и, в то же время, надежная конструкция позволяет быстро и максимально точно закрепить инструмент в патроне станка.

История создания

Появления такой конструкции, а так же происхождение самого названия до сих пор покрыто множеством тайн. Достоверно известно, что в 1863 году американский инженер Стивен Морзе зарегистрировал патент на изобретение спирального сверла, такого, которое известно нам и по сей день. До этого для изготовления сверла, скручивали заостренный плоский профиль.

В описании, запатентованного Стивеном Морзе спирально м сверле, нет никаких упоминаний об особой форме хвостовика, но по какой-то причине Бюро стандартов США внесло коническую форму в национальные стандарты. Считается, что изобретатель, запатентовав новую конструкцию сверла, направил опытные образцы в Бюро патентов, где была замечена и по достоинству оценена эта особенность.

Впоследствии была создана компания по производству, получившая его имя и занимавшаяся изготовлением инструмента для машиностроения. К концу 19 века компания серьезно расширилась и стала одним из ведущих производителей инструмента того времени. Произведенный ей продукт поставлялся во многие страны мира, в том числе и в Россию. За время ее существования было запатентовано еще несколько изобретений, но, ни одно из них не было связано с коническим исполнением хвостовиков инструмента. Так же есть сведения, что через какое-то время после основания сам изобретатель по неизвестным причинам покинул компанию, при этом его имя в названии сохранилось.

Так же известно еще несколько изобретателей с фамилией Морзе, живших в США в то время. И, возможно, автором этого изобретения является кто-то из них, но никакой информации, подтверждающей эту версию, нет. Поэтому официальным изобретателем конической формы хвостовика инструмента считается именно Стивен Эмброуз Морзе.

Особенности конструкции и основные типы конусов Морзе

Есть версия, что коническая конструкция появилась в результате постепенной эволюции токарного, фрезерного и сверлильного инструмента в результате изучения влияния износа инструмента на его характеристики и качество выпускаемых деталей. Было замечено, что в процессе работы инструмент с цилиндрическим хвостовиком изнашивался и начинал проворачиваться в кулачках, возникали биения и отклонения инструмента.

Наиболее оптимальной формой, позволяющей с максимальной точностью закрепить инструмент в станке, обеспечить быструю смену инструмента без отклонений, а так же обеспечить подачу СОЖ (смазочно-охлаждающей жидкости) к рабочей части инструмента является конус.

В процессе развития технологий машиностроения появился так называемый метрический конус, который отличается от своих предшественников постоянной конусностью и угловыми размерами. Его конусность составляет 1:20, уклон – 1°51’56”, а угол – 1°51’51”, тогда как до этого конусность была переменной и варьировалась от 1:19,002 до 1:20,047.

Согласно классификации, принятой в ГОСТах СССР конусы Морзе принято разделять на малые, большие и общего применения.

Исходя из особенностей конструкции, на сегодняшний день различают три типа конусов Морзе:

Выпадение инструмента из шпинделя предотвращается самой конической формой хвостовика и отверстия в шпинделе или оправке. Дополнительно крепление хвостовика с лапкой в шпинделе происходит за счет вхождения лапки в специальный паз, резьбового – за счет резьбы в торце хвостовика.

Так же изготавливают инструмент с дополнительными пазами и отверстиями для подведения СОЖ. Это наиболее актуально для современных станков с ЧПУ.

Преимущества конуса Морзе

Кроме возможности быстрой смены инструмента и прочного закрепления его в станке, избегая смещения, а соответственно и перенастройки станка конус Морзе дает еще ряд преимуществ.

Во-первых, применение конуса Морзе привело к значительному уменьшения размеров хвостовика инструмента без потери надежности его закрепления в станке.

Во-вторых – придает дополнительный упор по оси крепления при меньшей длине инструмента по сравнению с цилиндрическим хвостовиком.

В-третьих – существенно снижает вероятность заклинивания инструмента в шпинделе.

Системы обозначения конусов Морзе

В России и странах ближнего зарубежья до сих пор принято классифицировать все виды конусов Морзе согласно советским ГОСТам. В них указаны основные параметры (конусность, длина, диаметры наружного и внутреннего конусов) для каждого вида конусов Морзе.

Даже сейчас, когда во всем мире производство инструмента регламентируется международными стандартами ISO и DIN, обозначения ГОСТ обозначения в нашей стране не потеряли свою актуальность. Более того, старые ГОСТы постоянно дорабатываются и совершенствуются.

На данный момент основным документом, регламентирующим обозначения и размеры конусов Морзе является ГОСТ 25557-2006 «Конусы инструментальные. Основные размеры», заменивший устаревший ГОСТ 25557-82. Ниже приведены примеры обозначения конусов Морзе из данного ГОСТ.

Так же существуют госты на отдельные виды инструмента, в которых применена эта конструктивная особенность. Например, ниже приведена таблица обозначений оправок с конусом Морзе для сверлильных патронов (ГОСТ 2682-86).

В соответствие с современными международными стандартами конусы Морзе подразделяются на 8 видов, обозначаемых маркировкой МТ и цифрами от 0 до 7 (например: МТ3), в Германии принята маркировка МК

Укороченные конусы Морзе

В процессе развития станкостроения появились станки, в которых размеры патронов под инструмент оказались меньше длины стандартных конусов Морзе, что создавало большие проблемы с подбором инструмента и установкой его в станок. Для таких станков был разработан отдельный вид укороченных конусов Морзе.

Главной особенностью таких конусов является то, что при сохраненном большем диаметре и конусности, длина хвостовика была уменьшена. При этом, укороченные конусы, благодаря сохранению своей формы, ни в чем не уступают стандартным. Они позволяют так же надежно закреплять инструмент и так же быстро производить его замену.

Ниже приведены основные размеры укороченных конусов Морзе:

Наименование
конуса

Токарные станки применяются для точения заготовок во время ее точения путем использования специальных резцов. При наличии определенного опыта выточить можно не только детали обычной формы, но и, к примеру, коническую поверхность. Для создания конуса следует иметь определенные навыки работы на токарном станке.

Поворот верхних салазок суппорта

Провести процесс точения конуса можно, воспользовавшись следующей рекомендацией:

1. Берем заготовку и закрепляем ее в шпинделе, а также задней бабкой. Учитывая то, что изготовление конуса проводится с высокой точностью, диаметральный размер и угол могут иметь незначительно отклонение. Если заготовка изготовлена из твердого материала, следует подбирать твердосплавные резцы.
2. Обработка может проводиться только при соблюдении техники безопасности путем использования средств индивидуальной защиты.
3. Выбираем скорость резания на токарном станке. Обработка конических поверхностей может проводиться со скоростью, которая выбирается в зависимости от стойкости режущей кромки и твердости материала. Если точных данных, которые позволяют рассчитать скорость резания нет, следует идти испытательным путем – от меньших значений к большим.
4. Установленной заготовке нужно придать цилиндрическую форму. Для этого используется проходной резец, сначала ведется черновая обработка для снятия большого количества ненужного металла. Обработка возле кулачков проводится отогнутым резцом.
5. Изготовление точных деталей происходит в два прохода: черновая и чистовая обработка. На токарном станке чистовое точение проводится специальным режущим инструментом при определенной скорости и подачи.
6. Для создания небольших конических поверхностей верхняя часть суппорта поворачивается на определенный угол, который должен быть равен половине угла конуса у вершины.

Подобным образом можно провести создание конических поверхностей без использования специального приспособления.

Метод смещения относительно оси центров

Смещение центров позволяет также получить на токарном станке конус морзе. Однако в этом случае провести точение можно исключительно наружных конических поверхностей. К достоинствам рассматриваемого способа можно отнести:

1. Есть возможность сделать длинный конус морзе.
2. Используется механическая подача суппорта, что обуславливает возможность применения обычных моделей токарных станков.

Смещение оси центров

К существенным недостаткам можно отнести:

1. Невысокую точность, с которой можно сделать деталь.
2. В процессе получения конуса происходит перекос центровых отверстий.

Показатель величины смещения задней бабки во время создании конических поверхностей определяется при помощи прямоугольного треугольника.

Конусная линейка

Некоторые токарные станки оснащаются специальными конусными линейками. Подобное приспособление позволяет проводить обработку наружных и внутренних поверхностей, когда угол наклона не превышает 12 градусов. Сделать конусную форму в этом случае можно путем сочетания продольной и поперечной передачи.

При использовании линейки можно подобрать угол, который будет создан при одновременном движении суппорта в продольном и поперечном направлении. Правильный угол выдерживать на протяжении всего времени позволяет специальная линейка.

Использование широкого углового резца

Довольно простым способом, при помощи которого на токарном станке можно получить конусную поверхность, является использование углового резца. При его помощи можно создать конус небольшой длины, режущая кромка должна быть прямой. Угол конуса можно корректировать путем заточки кромки или установки его под определенным углом к заготовке.

Точение конуса резцом

Все вышеприведенные способы требуют наличия определенных навыков работы на токарном станке. В некоторых случаях, для крупносерийного производства, изготавливают специальные копиры. Для мелкосерийного производства подойдет способ, в котором используется линейка или поворот салазок токарного станка, смещение бабки.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.