Общие сведения о конусах
Элементы конуса.
На рис показана деталь, средняя часть которой — конус. На этом рисунке D — больший диаметр конуса; d — меньший диаметр конуса; I — длина конуса; L — длина детали, часть которой есть конус; АВ — образующая конуса; 2а — угол конуса; а — угол уклона конуса (равен половине угла конуса).
На чертежах деталей с коническими поверхностями указывается иногда конусность этих поверхностей, а иногда уклон конуса.
Конусностью называется отношение разности диаметров двух поперечных сечений конуса к расстоянию между ними. Конусность обозначается буквой К- Если диаметр одного сечения конуса есть D, другого — d и расстояние между этими сечениями есть /, то конусность этого конуса может быть определена по формуле (4)
К = D-d/l
Пример:
Дан конус, у которого больший диаметр равен 25 мм, меньший 23 мм, а длина его равна 100 мм. Определить конусность. По формуле (4) находим
K=D-d/l=25-23/100=2/100=1/50
Уклоном конуса называется половина конусности. Например, уклон конуса, размеры которого указаны в примере 1, равен
1/50/2=1/100
Конусность и уклон конуса выражаются обычно простой дробью, записываемой так: 1 : 20; 1 : 50 и т. д. В некоторых случаях конусность и уклон конуса указывают на чертежах десятичной дробью, например: 0,05; 0,02 «и т. д.
Если даны два конуса с конусностью у первого 0,05, а у второго 1 : 20, то очевидно, что конусность их одинакова. В самом деле,
0,05=5/100=1/20
Связь между размерами конуса.
На чертеже конуса не всегда бывают проставлены все размеры, необходимые для обработки конуса выбранным способом. Поэтому токарь должен хорошо знать, какая существует связь между размерами конусов, и по данным размерам находить другие, не указанные на чертеже.
Это можно делать, пользуясь табл. 37.
Пользование табл. 37 поясним на примерах.
Пример 1:
Дан конус, у которого d = 60 мм, I = 900 мм и К = 1 : 30. Определить больший диаметр этого конуса. По строке 2-й табл. 37 имеем
D = Kl + d = 1/30х900 + 60 = 30 + 60 = 90 мм.
Пример 2:
Дан конус, у которого D = 50 мм, / = 200 мм и а = 3° 30′. Определить меньший диаметр этого конуса. По строке 3-й табл. 37 имеем
d = D -21 tg a = 50 — 2 х 200 tg 3° 30′.
По таблице тангенсов находим tg 3° 30′ = 0,061. Поэтому d = 50 — 2 • 200 • 0,061 =50 — 24,4 = 25,6 мм.
Пример 3:
Определить угол а уклона конуса, если на чертеже указаны его размеры: D = 80 мм; d —60 мм,
I — 120 мм.
По строке 5-и табл. 37 имеем
tga=D-d=80-60/2х120=1/12=0,083 По таблице тангенсов находим (приблизительно) a = 4° 45′.
Пример 4:
Дан конус, у которого D = 90 мм, / = 900 мм, К=1/30
Определить угол наклона этого конуса. По строке 6-й табл. 37 имеем
tga=К/2=1/30/2=1/60=0,017
По таблице тангенсов находим (приблизительно) a = 1°.
Стандартные конусы, применяемые в машиностроении.
В машиностроении приняты инструментальные конусы, называемые конусами Морзе и метрическими. Конические хвостовики многих режущих инструментов (сверл, зенкеров, разверток и т. д.) имеют эти конусы. Конические отверстия в шпинделях станков — также конусы Морзе или метрические. В инструментальном деле и в общем машиностроении приняты, кроме того, конусы с конусностью 1 : 30 и 1 : 50.
Инструментальные конусы стандартизованы двух типов — с лапкой (рис. 144, а) и без лапки (рис. 144, б).
С лапкой бывают конусы Морзе семи размеров, обозначаемые № 0, 1, 2, 3, 4, 5 и 6, и метрические, обозначаемые № 80, 100, 120, 140 (рекомендуется по возможности не применять), 160 и 200. Конусы без лапки Морзе и метрические бывают тех же номеров, как и конусы с лапкой. Кроме того, стандартизованы метрические конусы без лапки — № 4 и 6.
Наименьший конус Морзе № 0, а наибольший — № 6. Первые конусы Морзе изготовлялись в дюймовой системе, поэтому размеры их при переводе на метрические меры выражаются дробными числами.
Так, например, у конуса Морзе № 2 с лапкой D = 17,980 мм, d = 14,059 мм и / = 78,5 мм. Углы уклона у всех номеров конусов Морзе различны, но колеблются в довольно узких пределах, от 1° 25′ 43″ у конуса № 1 до 1° 30′ 26″ у конуса № 5. Неодинакова также и их конусность, которая колеблется в пределах 0,04988 у конуса № 1 до 0,05263 у конуса № 5. Самый маленький метрический конус имеет № 4, самый большой — № 200. Номер метрического конуса соответствует количеству миллиметров, содержащихся в большем диаметре данного конуса. Например, у метрического конуса № 80 больший диаметр равен 80 мм. Углы уклона метрических конусов всех размеров и конусность их постоянны, а именно: а — 1°25’56», К = 1 : 20 = 0,05.
Конусность 1 : 30 имеют отверстия в насадных развертках и зенкерах. Коническая форма отверстий в этих инструментах необходима для лучшего центрирования и прочности посадки их на оправках. Такую же конусность имеют и рабочие концы оправок для разверток и зенкеров’. Угол уклона при конусности 1 : 30 составляет 0° 55′.
Конусность 1 : 50 имеют установочные штифты, применяемые в случае, когда необходимо, чтобы две детали машины, скрепленные болтами, не могли перемещаться одна относительно другой (например, фартук суппорта и его продольные салазки). Установочные штифты входят в отверстия, просверленные и развернутые одновременно в обеих деталях, после их сборки. Конусность таких штифтов принята равной 1:50, что соответствует углу уклона а=0°34′.