Системы конических соединений для крепления инструмента в шпинделе станка.
Machine taper
Конусные соединения в станках: надежное крепление режущего инструмента и держателей. Устройство, виды, применение в токарных, фрезерных станках и дрелях.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Система для закрепления режущего инструмента или держателя инструмента в шпинделе.
System for securing cutting tools or toolholders in a spindle
Коническая система крепления – это система для закрепления режущего инструмента или держателя инструмента в шпинделе станка или электроинструмента. Конический элемент (то есть имеющий конус) входит в коническое гнездо, имеющее соответствующий конус с одинаковым углом. Почти все шпиндели станков и многие шпиндели электроинструментов используют конус в качестве основного способа крепления инструмента. Даже на многих сверлильных станках, ручных дрелях и токарных станках, оснащенных патронами (например, сверлильным или цанговым патроном), патрон крепится с помощью конуса. На дрелях, сверлильных станках и фрезерных станках коническим элементом является хвостовик инструмента или хвостовик держателя инструмента, а коническое гнездо является частью шпинделя. На токарных станках конус может принадлежать инструменту или шпинделю; носовые части шпинделей могут иметь конические элементы мужского типа, женского типа или оба типа.
A machine taper is a system for securing cutting tools or toolholders in the spindle of a machine tool or power tool. A male member of conical form (that is, with a taper) fits into the female socket, which has a matching taper of equal angle. Almost all machine tool spindles, and many power tool spindles, have a taper as their primary method of attachment for tools. Even on many drill presses, handheld drills, and lathes, which have chucks (such as a drill chuck or collet chuck), the chuck is attached by a taper. On drills, drill presses, and milling machines, the male member is the tool shank or toolholder shank, and the female socket is integral with the spindle. On lathes, the male may belong to the tool or to the spindle; spindle noses may have male tapers, female tapers, or both.
Пояснение
Операторы станков должны уметь быстро и легко устанавливать или снимать режущий инструмент. Например, токарный станок имеет вращающийся шпиндель в головке, к которому можно установить шпору или зажимную втулку. Другой пример – сверлильный станок, к которому оператор может установить сверло непосредственно или с помощью сверлильного патрона. Практически все фрезерные станки, от старейших ручных до самых современных станков с ЧПУ, используют инструмент, который опирается на коническую поверхность. Машинный конус – это простая, недорогая, высокоточная и универсальная система крепления инструмента. Он обеспечивает возможность индексации, поскольку инструменты можно быстро менять, но при этом они точно позиционируются как по центру, так и по оси, благодаря конической посадке. Он также обеспечивает передачу большой мощности через интерфейс, что необходимо для фрезерования. Машинные конусы можно разделить на самозатягивающиеся и самоотпускающие типы. В самозатягивающихся конусах коническая часть инструмента и коническое отверстие шпинделя плотно входят друг в друга и заклиниваются настолько, что могут выдерживать силы резания без прижимного стержня, и инструмент остается в шпинделе в состоянии покоя. Для смены инструмента его выталкивают клином. Конусы Морзе и Джейкобса являются примером самозатягивающегося типа. В самоотпускающих конусах коническая часть инструмента не заклинивается в коническом отверстии без прижимного стержня. Однако при достаточном усилии прижимного стержня инструмент становится очень прочно зафиксированным. NMTB/CAT, BT и HSK – примеры самоотпускающихся типов. Для небольших нагрузок (например, при использовании задней бабки токарного станка или сверлильного станка) инструменты с самозатягивающимися конусами просто надеваются на или в шпиндель; давление шпинделя на заготовку плотно вгоняет конический хвостовик в коническое отверстие. Трение по всей поверхности интерфейса обеспечивает передачу большого крутящего момента, поэтому шпонки или ключи не требуются. Для работы с большими нагрузками (например, при использовании шпинделя фрезерного станка) обычно используется шпонка для предотвращения вращения и/или резьбовая часть, которая взаимодействует с прижимным стержнем, который затягивает либо резьбу, либо головку винта, ввинченного в хвостовик. Затем прижимной стержень затягивается, плотно фиксируя хвостовик в шпинделе. Прижимной стержень важен на фрезерных станках, поскольку поперечная сила в противном случае привела бы к люфту инструмента в конической посадке. Все машинные конусы чувствительны к сколам, заусенцам и грязи. Они не будут точно позиционироваться, и самозатягивающиеся конусы не будут надежно удерживать инструмент, если эти дефекты мешают плотному контакту конической части инструмента с коническим отверстием по всей конической поверхности. Станочники обучены содержать конусы в чистоте и обращаться с ними таким образом, чтобы избежать появления заусенцев от других инструментов. Циклы смены инструмента на станках с ЧПУ обычно включают в себя подачу сжатого воздуха во время замены одного держателя инструмента на другой. Поток воздуха помогает удалить стружку, которая в противном случае могла бы помешать между держателем инструмента и шпинделем.
Machine tool operators must be able to install or remove tool bits quickly and easily. A lathe, for example, has a rotating spindle in its headstock, to which one may want to mount a spur drive or work in a collet. Another example is a drill press, to which an operator may want to mount a bit directly, or using a drill chuck. Virtually all milling machines, from the oldest manual machines up to the most modern CNC machines, use tooling that is piloted on a tapered surface. The machine taper is a simple, low cost, highly repeatable, and versatile tool mounting system. It provides indexability, as tools can be quickly changed but are precisely located both concentrically and axially by the taper. It also allows high power transmission across the interface, which is needed for milling. Machine tapers can be grouped into self holding and self releasing classes. With self holding tapers, the male and female wedge together and bind to each other to the extent that the forces of drilling can be resisted without a drawbar, and the tool will stay in the spindle when idle. It is driven out with a wedge when a tool change is needed. Morse and Jacobs tapers are an example of the self holding variety. With self releasing tapers, the male will not stick in the female without a drawbar holding it there. However, with good drawbar force, it is very solidly immobile. NMTB/CAT, BT and HSK are examples of the self releasing variety. For light loads (such as encountered by a lathe tailstock or a drill press), tools with self holding tapers are simply slipped onto or into the spindle; the pressure of the spindle against the workpiece drives the tapered shank tightly into the tapered hole. The friction across the entire surface area of the interface provides a large amount of torque transmission, so that splines or keys are not required. For use with heavy loads (such as encountered by a milling machine spindle), there is usually a key to prevent rotation and/or a threaded section, which is engaged by a drawbar that engages either the threads or the head of a pull stud that is screwed into them. The drawbar is then tightened, drawing the shank firmly into the spindle. The draw bar is important on milling machines as the transverse force component would otherwise cause the tool to wobble out of the taper. All machine tapers are sensitive to chips, nicks (dents), and dirt. They will not locate accurately, and the self holding variety will not hold reliably, if such problems interfere with the seating of the male into the female with firm contact over the whole conical surface. Machinists are trained on keeping tapers clean and handling them in ways that prevent them from being nicked by other tools. CNC tool changing cycles usually include a compressed air blast while one toolholder is being swapped with the next. The air blast tends to blow away chips that might otherwise end up interfering between the toolholder and spindle.
Использование
Инструменты с коническим хвостовиком вставляются в соответствующее коническое отверстие и вдавливаются или вкручиваются на место. Затем они удерживаются силой трения. В некоторых случаях необходимо увеличить силу трения, например, при использовании прижимного стержня – по сути, длинного болта, который удерживает инструмент в отверстии с большей силой, чем это возможно другими способами. Следует соблюдать осторожность в стандартной ситуации с сверлильным станком или токарным станком, где отсутствует прижимной стержень для надежной фиксации конуса, если используется инструмент, требующий высокого крутящего момента, но обеспечивающий небольшое осевое сопротивление. Примером может служить использование сверла большого диаметра для незначительного увеличения существующего отверстия. В этой ситуации может возникать значительная вращательная нагрузка. В отличие от этого, процесс резания требует очень небольшого усилия подачи или упора. Усилие упора помогает удерживать конус зафиксированным и обеспечивает необходимое трение сцепления. Хвостовик не рассчитан на выдерживание крутящих сил, достаточных для проскальзывания конуса, и часто ломается в такой ситуации. Это позволяет инструменту вращаться в коническом отверстии, что может привести к его повреждению. Для устранения незначительных повреждений доступны развертки Морзе с коническим хвостовиком. Конические хвостовики лучше всего фиксируются в отверстии, когда и хвостовик, и отверстие чистые. Хвостовики можно протирать, но отверстия, будучи глубокими и труднодоступными, лучше всего очищать с помощью специального инструмента для очистки конических отверстий, который вставляется, поворачивается и извлекается. Инструменты с коническим хвостовиком извлекаются из отверстия различными способами, в зависимости от конструкции отверстия. На сверлильных станках и подобных инструментах инструмент извлекается путем вставки клиновидного металлического блока, называемого "выколоткой", в прямоугольное отверстие, проходящее через отверстие, и удара по нему. Поскольку поперечное сечение выколотки увеличивается по мере ее продвижения, выколотка, упираясь в передний край хвостовика, выталкивает инструмент. Во многих токарных люнетах инструмент извлекается путем полного втягивания пиноли в люнет, что прижимает инструмент к концу ходового винта или внутреннего штифта, разъединяя конус и освобождая инструмент. Если инструмент удерживается прижимным стержнем, как в некоторых шпинделях фрезерных станков, прижимной стержень частично откручивается гаечным ключом, а затем ударяется молотком, что разъединяет конус, после чего инструмент можно полностью открутить и извлечь. Некоторые шпиндели фрезерных станков имеют фиксированный прижимной стержень, который выталкивает инструмент при активном откручивании после достижения свободного хода; в этом случае удары не требуются. Для простых отверстий с открытым доступом с задней стороны осевая выколотка вставляется сзади, и инструмент выбивается.
Tools with a tapered shank are inserted into a matching tapered socket and pushed or twisted into place. They are then retained by friction. In some cases, the friction fit needs to be made stronger, as with the use of a drawbar, essentially a long bolt that holds the tool into the socket with more force than is possible by other means. Caution needs to be exercised in the usual drilling machine or lathe situation, which provides no drawbar to pull the taper into engagement, if a tool is used requiring a high torque but providing little axial resistance. An example would be the use of a large diameter drill to slightly enlarge an existing hole. In this situation, there may be considerable rotary loading. In contrast, the cutting action will require very little thrust or feed force. Thrust helps to keep the taper seated and provides essential frictional coupling. The tang is not engineered to withstand twisting forces which are sufficient to cause the taper to slip, and will frequently break off in this situation. This will allow the tool to spin in the female taper, which is likely to damage it. Morse taper reamers are available to alleviate minor damage. Tapered shanks "stick" in a socket best when both the shank and the socket are clean. Shanks can be wiped clean, but sockets, being deep and inaccessible, are best cleaned with a specialized taper cleaning tool which is inserted, twisted, and removed. Tapered shank tools are removed from a socket using different approaches, depending on the design of the socket. In drill presses and similar tools, the tool is removed by inserting a wedge shaped block of metal called a "drift" into a rectangular shaped cross hole through the socket and tapping it. As the cross section of the drift gets larger when the drift is driven further in, the result is that the drift, bearing against the foremost edge of the tang, pushes the tool out. In many lathe tailstocks, the tool is removed by fully withdrawing the quill into the tailstock, which brings the tool up against the end of the leadscrew or an internal stud, separating the taper and releasing the tool. Where the tool is retained by a drawbar, as in some mill spindles, the drawbar is partially unthreaded with a wrench and then tapped with a hammer, which separates the taper, at which point the tool can be further unthreaded and removed. Some mill spindles have a captive drawbar which ejects the tool when actively unscrewed past the loose stage; these do not require tapping. For simple sockets with open access to the back end, a drift punch is inserted axially from behind and the tool tapped out.
Браун и Шарп
Конические хвостовики Брауна и Шарпа, стандартизированные компанией с тем же названием, являются альтернативой более распространенным коническим хвостовикам Морзе. Как и хвостовики Морзе, они имеют ряд размеров, от 1 до 18, при этом 7, 9 и 11 являются наиболее распространенными. Фактический конус на них находится в узком диапазоне, близком к 0,500 дюймов на фут (41,67 мм на метр).
Brown & Sharpe tapers, standardized by the company of the same name, are an alternative to the more commonly seen Morse taper. Like the Morse, these have a series of sizes, from 1 to 18, with 7, 9 and 11 being the most common. Actual taper on these lies within a narrow range close to .500 inches per foot (41.67 mm per meter). Size Lg. Dia. Sm. Dia. Length Taper (in/ft) Taper (in/in)10.23920.20000.940.50200.0418320.29970.25001.190.50200.0418330.37530.31251.500.50200.0418340.42070.35001.690.50240.0418750.53880.45002.130.50160.0418060.59960.50002.380.50330.0419470.72010.60002.880.50100.0417580.89870.75003.560.50100.0417591.07750.90014.250.50090.04174101.25971.04475.000.51610.04301111.49781.25005.940.50100.04175121.79681.50017.130.49970.04164132.07311.75017.750.50020.04168142.34382.00008.250.50000.04167152.61462.25008.750.50000.04167162.88542.50009.250.50000.04167173.15632.75009.750.50000.04167183.42713.000010.250.50000.04167
Brown & Sharpe tapers, standardized by the company of the same name, are an alternative to the more commonly seen Morse taper. Like the Morse, these have a series of sizes, from 1 to 18, with 7, 9 and 11 being the most common. Actual taper on these lies within a narrow range close to .500 inches per foot (41.67 mm per meter). Size Lg. Dia. Sm. Dia. Length Taper (in/ft) Taper (in/in)10.23920.20000.940.50200.0418320.29970.25001.190.50200.0418330.37530.31251.500.50200.0418340.42070.35001.690.50240.0418750.53880.45002.130.50160.0418060.59960.50002.380.50330.0419470.72010.60002.880.50100.0417580.89870.75003.560.50100.0417591.07750.90014.250.50090.04174101.25971.04475.000.51610.04301111.49781.25005.940.50100.04175121.79681.50017.130.49970.04164132.07311.75017.750.50020.04168142.34382.00008.250.50000.04167152.61462.25008.750.50000.04167162.88542.50009.250.50000.04167173.15632.75009.750.50000.04167183.42713.000010.250.50000.04167
Джейкобс
Конус Джейкобса (сокращенно JT) обычно используется для крепления патронов сверлильного станка к валу. Углы конуса непостоянны и варьируются от 1,41° на сторону для № 0 (и малоизвестного № 2 1/2) до 2,33° на сторону для № 2 (и № 2 короткого). Существуют также несколько размеров между № 2 и № 3: № 2 короткий, № 6 и № 33.
The Jacobs Taper (abbreviated JT) is commonly used to secure drill press chucks to an arbor. The taper angles are not consistent varying from 1.41° per side for No. 0 (and the obscure #2 1/2) to 2.33° per side for No. 2 (and No. 2 short). There are also several sizes between No. 2 and No. 3: No. 2 short, No. 6 and No. 33. TaperSmall EndBig EndLengthNo. 0No. 1No. 2No. 2 Short#2 1/2No. 3No. 4No. 5No. 6No. 33
Конус Малый конец Большой конец Длина
№ 0
№ 1
№ 2
№ 2 короткий
№ 2 1/2
№ 3
№ 4
№ 5
№ 6
№ 33
The Jacobs Taper (abbreviated JT) is commonly used to secure drill press chucks to an arbor. The taper angles are not consistent varying from 1.41° per side for No. 0 (and the obscure #2 1/2) to 2.33° per side for No. 2 (and No. 2 short). There are also several sizes between No. 2 and No. 3: No. 2 short, No. 6 and No. 33. TaperSmall EndBig EndLengthNo. 0No. 1No. 2No. 2 Short#2 1/2No. 3No. 4No. 5No. 6No. 33
Яро
Конусы Ярно используют значительно упрощенную схему. Скорость конизации составляет 1:20 по диаметру, то есть 0,600" на фут диаметра или 0,050" на дюйм диаметра. Конусы имеют размеры от №2 до №20. Диаметр большого конца в дюймах всегда равен номеру конуса, деленному на 8, диаметр малого конца – номеру конуса, деленному на 10, а длина – номеру конуса, деленному на 2. Например, конус Ярно №7 имеет диаметр большого конца 0,875" (7/8), диаметр малого конца 0,700" (7/10) и длину 3,5" (7/2). Система была изобретена Оскаром Джей Билом из Brown & Sharpe.
Jarno tapers use a greatly simplified scheme. The rate of taper is 1:20 on diameter, in other words 0.600" on diameter per foot, .050" on diameter per inch. Tapers range from a Number 2 to a Number 20. The diameter of the big end in inches is always the taper size divided by 8, the small end is always the taper size divided by 10 and the length is the taper size divided by 2. For example, a Jarno No. 7 measures 0.875" (7/8) across the big end. The small end measures 0.700" (7/10) and the length is 3.5" (7/2). The system was invented by Oscar J. Beale of Brown & Sharpe. + Jarno tapers Taper Large end Small end Length Taper/ft Taper/in Angle from center/° No. 2 0.2500 0.2000 1.00 .6000 .0500 1.4321 No. 3 0.3750 0.3000 1.50 .6000 .0500 1.4321 No. 4 0.5000 0.4000 2.00 .6000 .0500 1.4321 No. 5 0.6250 0.5000 2.50 .6000 .0500 1.4321 No. 6 0.7500 0.6000 3.00 .6000 .0500 1.4321 No. 7 0.8750 0.7000 3.50 .6000 .0500 1.4321 No. 8 1.0000 0.8000 4.00 .6000 .0500 1.4321 No. 9 1.1250 0.90004.50.6000.05001.4321 No. 10 1.2500 1.00005.00.6000.05001.4321 No. 11 1.3750 1.10005.50.6000.05001.4321 No. 12 1.5000 1.20006.00.6000.05001.4321 No. 13 1.6250 1.30006.50.6000.05001.4321 No. 14 1.7500 1.40007.00.6000.05001.4321 No. 15 1.8750 1.50007.50.6000.05001.4321 No. 16 2.0000 1.60008.00.6000.05001.4321 No. 17 2.1250 1.70008.50.6000.05001.4321 No. 18 2.2500 1.8000 9.00 .6000 .0500 1.4321 No. 19 2.3750 1.9000 9.50 .6000 .0500 1.4321 No. 20 2.5000 2.0000 10.00 .6000 .0500 1.4321
Jarno tapers use a greatly simplified scheme. The rate of taper is 1:20 on diameter, in other words 0.600" on diameter per foot, .050" on diameter per inch. Tapers range from a Number 2 to a Number 20. The diameter of the big end in inches is always the taper size divided by 8, the small end is always the taper size divided by 10 and the length is the taper size divided by 2. For example, a Jarno No. 7 measures 0.875" (7/8) across the big end. The small end measures 0.700" (7/10) and the length is 3.5" (7/2). The system was invented by Oscar J. Beale of Brown & Sharpe. + Jarno tapers Taper Large end Small end Length Taper/ft Taper/in Angle from center/° No. 2 0.2500 0.2000 1.00 .6000 .0500 1.4321 No. 3 0.3750 0.3000 1.50 .6000 .0500 1.4321 No. 4 0.5000 0.4000 2.00 .6000 .0500 1.4321 No. 5 0.6250 0.5000 2.50 .6000 .0500 1.4321 No. 6 0.7500 0.6000 3.00 .6000 .0500 1.4321 No. 7 0.8750 0.7000 3.50 .6000 .0500 1.4321 No. 8 1.0000 0.8000 4.00 .6000 .0500 1.4321 No. 9 1.1250 0.90004.50.6000.05001.4321 No. 10 1.2500 1.00005.00.6000.05001.4321 No. 11 1.3750 1.10005.50.6000.05001.4321 No. 12 1.5000 1.20006.00.6000.05001.4321 No. 13 1.6250 1.30006.50.6000.05001.4321 No. 14 1.7500 1.40007.00.6000.05001.4321 No. 15 1.8750 1.50007.50.6000.05001.4321 No. 16 2.0000 1.60008.00.6000.05001.4321 No. 17 2.1250 1.70008.50.6000.05001.4321 No. 18 2.2500 1.8000 9.00 .6000 .0500 1.4321 No. 19 2.3750 1.9000 9.50 .6000 .0500 1.4321 No. 20 2.5000 2.0000 10.00 .6000 .0500 1.4321
Морзе
Конический переход Морзе был разработан Стивеном А. Морзе, работавшим в Нью-Бедфорде, штат Массачусетс, в середине 1860-х годов. С тех пор он претерпел изменения, чтобы охватить 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 распространенный на хвостовиках конических сверл и разверток, в шпинделях промышленных сверлильных станков и в задних бабках токарных станков. Угол конуса Морзе несколько варьируется в зависимости от размера, но обычно составляет 1,49 градуса (примерно 3 градуса в сумме). Некоторые модульные ортопедические тотальные эндопротезы тазобедренного сустава используют конический переход Морзе для соединения компонентов. Аналогичным образом, некоторые зубные имплантаты используют конический переход Морзе для соединения компонентов.
The Morse taper was developed by Stephen A. Morse, based in New Bedford, Massachusetts, in the mid 1860s. Since then, it has evolved to encompass smaller and larger sizes and has been adopted as a standard by numerous organizations, including the International Organization for Standardization (ISO) as ISO 296 and the German Institute for Standardization (DIN) as DIN 228–1. It is one of the most widely used types, and is particularly common on the shank of taper shank twist drills and machine reamers, in the spindles of industrial drill presses, and in the tailstocks of lathes. The taper angle of the Morse taper varies somewhat with size but is typically 1.49 degrees (around 3 degrees included). Some modular orthopedic total hip implants use a Morse taper to mate components together. Similarly, some dental implants use a Morse taper to connect components.
Размеры
Морзе конические хвостовики выпускаются в восьми размерах, обозначаемых целыми числами от 0 до 7, и в одном полуразмере (4 1/2, который встречается крайне редко и не представлен в таблице). Обозначение часто сокращают до MT с последующей цифрой, например, конический хвостовик Морзе номер 4 будет обозначен как MT4. Конический хвостовик MT2 – наиболее распространенный размер в сверлильных станках с пропускной способностью до 1/2 дюйма. Укороченные версии, имеющие тот же угол коничности, но чуть более половины обычной длины, иногда встречаются для целых размеров от 1 до 5. Для них существуют стандарты, которые, в частности, используются в головках токарных станков для обеспечения большего диаметра отверстия шпинделя.
Morse tapers come in eight sizes identified by whole numbers between 0 and 7, and one half size (4 1/2 very rarely found, and not shown in the table). Often the designation is abbreviated as MT followed by a digit, for example a Morse taper number 4 would be MT4. The MT2 taper is the size most often found in drill presses up to 1/2" capacity. Stub (short) versions, the same taper angle but a little over half the usual length, are occasionally encountered for the whole number sizes from 1 through 5. There are standards for these, which among other things are sometimes used in lathe head stocks to preserve a larger spindle through hole.
Национальная ассоциация производителей станков (ныне называемая Ассоциацией по производственной технологии) определила крутой конус, который обычно используется на фрезерных станках. Этот конус известен под названиями NMTB, NMT или NT. Угол конуса составляет 3,500 дюйма на фут и также обозначается как "7 в 24" или 7/24; вычисленный угол равен 16,5943 градуса. Все инструменты NMTB имеют этот конус, но выпускаются в различных размерах: NMTB 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50 и 60. Эти конусы, по всей видимости, также были указаны в стандарте ASA (ныне ANSI) B5.10 1943 года. NMTB – это "саморазблокирующийся" или "быстросменный" конус. В отличие от более острых самозажимных конусов, такие конусы не предназначены для передачи высокого крутящего момента; высокий крутящий момент передается посредством шлицевых ключей, входящих в пазы на фланце. Цель заключается в обеспечении быстрой и легкой смены различных инструментов (автоматически или вручную), при этом гарантируя плотное и жесткое соединение инструмента или держателя инструмента со шпинделем и точное соосие с ним. Более широкий конец, прилегающий к инструменту, обеспечивает большую жесткость по сравнению с конусами Морзе или R8, используемыми на сопоставимых станках. Патент № 1794361 (подан 25 марта 1927 года) описывает форму шпинделя и инструмента фрезерного станка с использованием крутого конуса. Патент был передан компаниям Kearney & Trecker Corporation, Brown & Sharpe и Cincinnati Milling Machine Company. В патенте требовался конус, который бы свободно освобождал инструмент, и было установлено, что конус 3,5 к 12 обладает этим свойством. В патенте также использовались ключи, пазы и хвостовик на державке инструмента для предотвращения выпадения державки инструмента из шпинделя горизонтально-фрезерного станка во время подключения тяги. В спецификации описано положение шлицевого ключа и фланца, а также резьба болта тяги, удерживающего державку в шпинделе. Инструмент известен как "Быстрая смена"; Национальная ассоциация производителей станков, 1927; NMTB; Американский стандартный машинный конус, ANSI B5.18; DIN 2080 / IS 2340; ISO R 290–2583. Существуют незначительные различия в резьбе и фланцах (JIS B 6339: MAS 403), а европейские стандарты (например, конус ISO, DIN 2080) используют метрическую резьбу тяги. За исключением резьбы тяги, вышеуказанные стандарты в большинстве случаев физически совместимы друг с другом. Державки инструментов NMTB имели конус 7 к 24, но также имели хвостовик постоянного диаметра (пилот) на конце державки, который был описан в патенте 1927 года.
The National Machine Tool Builders Association (now called the Association for Manufacturing Technology) defined a steep taper that is commonly used on milling machines. The taper is variously referred to as NMTB, NMT or NT. The taper is 3.500 inches per foot and is also referred to as "7 in 24" or 7/24; the computed angle is 16.5943 degrees. All NMTB tooling has this taper but the tooling comes in different sizes: NMTB 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50 and 60. These tapers were apparently also specified in ASA (now ANSI) B5.10 1943. NMTB is a "self releasing" or "fast" taper. Unlike the more acute self holding tapers above, such tapers are not designed to transmit high torque; high torques are carried by driving keys engaging slots on the flange. The purpose is to allow a quick and easy change between different tools (either automatically or by hand) while ensuring the tool or toolholder will be tightly and rigidly connected to the spindle, and accurately coaxial with it. The larger end adjacent to the tool makes for more rigidity than is possible with Morse or R8 tapers fitted to comparable machines. Patent 1794361 (filed 25 March 1927) describes milling machine spindle and tool shapes using a steep taper. The patent was assigned to Kearney & Trecker Corporation, Brown & Sharpe, and Cincinnati Milling Machine Company. The patent wanted a taper that would freely release the tool and found that a taper of 3.5 in 12 had that property. The patent also used the keys and slots and a tail on the tool shank to prevent the tool shank from falling out of a horizontal mill's spindle while the operator connected the drawbar. The specifications describe the position of the driving key and flange and the thread of the drawbar bolt that holds the shank in the spindle. The tooling is referred to as Quick Change; National Machine Tool Builders' Association, 1927; NMTB; American Standard Machine Taper, ANSI B5.18; DIN 2080 / IS 2340; ISO R 290–2583. There are slight variations in threads and flanges (JIS B 6339: MAS 403); and the European standards (e. g., ISO taper, DIN 2080) use metric drawbar threads. Aside from the drawbar threads the above standards are physically compatible with each other in most cases. The NMTB tool shanks had the 7 in 24 taper, but they also had a constant diameter tail (pilot) at the end of the shank that was described in the 1927 patent.
R8
Этот конус был разработан компанией Bridgeport Machines, Inc. для использования в ее фрезерных станках. Конусы R8 не являются самофиксирующимися, поэтому для их удержания требуется тяга, проходящая через шпиндель вверх к верхней части станка, чтобы предотвратить ослабление при воздействии боковых сил. Они также имеют шпонку (см. изображение), чтобы предотвратить вращение при установке и снятии, хотя именно конус передает крутящий момент во время работы. Резьба тяги обычно 7/16″–20 tpi (UNF). Угол конуса составляет 16°51′ (16,85°) при наружном диаметре 1,25″ и длине 15/16″. (источник, производитель Bridgeport) Диаметр параллельной центрирующей поверхности не имеет размера в "дробных дюймах", 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 круглыми хвостовиками, хотя любая форма может быть зажата, если цанга имеет соответствующий профиль. Цанги имеют прецизионное отверстие с осевыми прорезями для сжатия и резьбу для тяги. Система R8 обычно используется с цангами диаметром от 1/8″ до 3/4″ или с держателями инструмента того же или немного большего диаметра. Цанги или держатели инструмента помещаются непосредственно в шпиндель, а тяга затягивается в верхнюю часть цанги или держателя сверху шпинделя. Другие инструменты, такие как сверлильные патроны, дисковые фрезы, фрезы с индексируемыми вставками и т.д., могут иметь хвостовик с конусом R8, встроенный в инструмент или прикрепленный к нему. Конус R8 часто встречается на станках Bridgeport и аналогичных башенных фрезерных станках из США, а также на (широко распространенных) копиях этих станков из других стран. Его популярность во многом обусловлена успехом Bridgeport и других станков, которые были тесно скопированы и производились на протяжении большей части 20-го века.
This taper was designed by Bridgeport Machines, Inc. for use in its milling machines. R8 tapers are not self holding, so they require a drawbar extending up through the spindle to the top of the machine to prevent loosening when lateral forces are encountered. They are also keyed (see image) to prevent rotation during insertion and removal, although it is the taper that transmits torque in use. The drawbar thread is typically 7/16″–20 tpi (UNF). The angle of the cone is 16°51′ (16.85°) with an OD of 1.25″ and a length of 15/16″. (source, Bridgeport Manufacturer) The diameter of the parallel locating portion is not a "fractional inch" size like the other dimensions and is 0.949″ to 0.9495″. Tools with an R8 taper are inserted directly into the machine's spindle. R8 collets are typically used to hold tooling with round shanks, although any shape can be held if the collet has the corresponding shape cut in it. The collets have a precision bore with axial compression slots for holding cutting tools and are threaded for the drawbar. The R8 system is commonly used with collets ranging in size from 1/8″ to 3/4″ in diameter or tool holders with the same or slightly larger diameters. The collets or tool holders are placed directly into the spindle and the drawbar is tightened into the top of the collet or tool holder from above the spindle. Other tools such as drill chucks, fly cutters, indexable insert cutters, etc. may have an R8 taper shank built into or added to the tool. The R8 taper is commonly encountered on Bridgeport and similar turret mills from the US, or on (very common) copies of these mills from elsewhere. The popularity is due in large part to the success of Bridgeport and other mills that were closely modeled after it and produced throughout much of the 20th century.