Конуси SK (DIN 69871), BT (MAS 403) і HSK A/E/F: розміри, чим відрізняються, двоконтактні оправки та штревелі

Конуси SK (DIN 69871), BT (MAS 403) і NT (DIN 2080) мають однакові діаметри та різьби під штревель, але між собою не взаємозамінні: відрізняються довжина конуса, діаметр фланця і сам штревель. За каталогом BR для розміру 40 скрізь 44,45 мм і M16, при цьому конус SK довший на 3 мм (68,4 проти 65,4 мм), а фланець трохи ширший (63,55 проти 63 мм). HSK влаштований інакше: короткий порожнистий конус, у HSK-A63 його довжина 32 мм. У двоконтактних оправок від звичайних відрізняється один розмір біля основи конуса: у SK його зменшено з 3,2 до 1,0 мм.

Що спільного в SK, BT і NT та чому їх плутають

У каталозі BR (оправки та патрони для верстатів з ЧПК, редакція 2020–2021) для конуса 7:24 наведено три таблиці розмірів: DIN 69871 (його називають SK або ISO), MAS 403 BT і DIN 2080 (старий конус NT). Саму конусність 7:24 каталог не називає, це загальновідома характеристика всіх трьох стандартів. Номер розміру 30, 40 або 50 задає діаметр великої основи конуса, і тут розбіжностей немає: у всіх трьох стандартів він однаковий, так само як різьба під штревель і ширина паза під шпонку приводу.

Через це оправки легко сприйняти за одне й те саме: збігся номер розміру, збіглася різьба штревеля, паз однакової ширини. Але це лише частина розмірів. Повний набір відмінностей розібрано в наступному розділі, а як відрізнити стандарт на око за фланцем і канавкою, описано в статті Фрезерні патрони й оправи.

Допуск конуса каталог заявляє однаково для всіх трьох стандартів: «менше AT3» за DIN 7187 і DIN 2080. AT3 — це клас точності кута конуса, і така точність зазвичай потрібна, щоб оправка сідала в шпиндель по всій довжині конуса. Для полігонального хвостовика ISO 26623-1 допуск конуса в каталозі не вказано.

Чим SK, BT і NT відрізняються: довжина конуса і фланець

Відмінності лежать не в діаметрі конуса, а в його довжині та розмірах фланця. У таблиці нижче зібрано значення з креслень каталогу BR: l1 у DIN 69871 і MAS 403 BT та l2 у DIN 2080 (довжина конуса), а також діаметри фланців d6, D5 і d7. Колонки в каталозі підписано лише літерами, без пояснень; те, що це саме довжина конуса й діаметр фланця, випливає зі значень і креслень, а не з підписів.

Що видно за цифрами. У розміру 40 конус SK на 3 мм довший, ніж у BT і NT; у розміру 30 BT довший за SK на 0,6 мм, у розміру 50 довжини практично збігаються (різниця 0,05 мм). Діаметр фланця BT30 на 4 мм менший, ніж у SK30, а в BT50 на 2,5 мм більший, ніж у SK50. У розміру 40 діаметри фланців майже рівні: 63,55 мм у SK і 63 мм у BT і NT. Довжина конуса NT у каталозі збігається з довжиною BT, а діаметри фланця NT (50; 63; 97,5 мм) збігаються з SK на розмірах 30 і 50 та з BT на розмірі 40.

Каталог порівняння не робить, але висновок із таблиці такий: мірою для перевірки «чи підійде оправка» слугує не діаметр конуса, а довжина конуса разом із фланцем. Ширина паза однакова в усіх трьох стандартів, тому за нею стандарт не визначити. У загальних описах до відмінностей зазвичай відносять ще форму канавки під захват маніпулятора, положення орієнтувальної виїмки та товщину фланця; зіставних розмірів для цього в каталозі BR немає, їх треба брати із самих стандартів. Окрема відмінність — штревель, про нього нижче.

Форми AD, AD/B і подача МОР через оправку

У таблицях каталогу BR для оправок SK і BT вказано два виконання: AD та AD/B. У форми AD/B на кресленні є додаткові розміри: діаметр d9 і відстань e1 під кутом 20°.

Що саме позначають d9 і e1, каталог не пише. За кресленням це елементи на фланці, і зазвичай такі розміри відносять до каналів подачі МОР через фланець (форма B). Якщо верстат подає охолодження через шпиндель, на практиці дивляться на форму оправки та наявність отвору в штревелі. Для патронів ER з каналами подачі МОР гайки й цанги описано в статті Цанги ER, ERS і герметичні.

Два застереження з самого каталогу. По-перше, патрони з конусом ISO 30 (ER і Weldon) постачаються там лише у виконанні AD. По-друге, двоконтактні оправки в каталозі BR теж дано лише форми AD, без AD/B. Якщо вам потрібна подача через фланець разом з подвійним контактом, такого виконання в каталозі немає.

Двоконтактні оправки: що змінюється в розмірах

У звичайної оправки конус упирається в шпиндель лише своєю поверхнею. Двоконтактну систему розраховано так, щоб після затягування одночасно торкалися і конус, і торець фланця. Каталог BR формулює заявлені переваги трьома пунктами: вища жорсткість завдяки одночасній посадці конуса й фланця, довша стійкість інструмента, менше вібрацій. Цифр випробувань на жорсткість чи стійкість у каталозі немає, тому це заява виробника, а не вимірювання.

Що змінено в розмірах, видно зі зіставлення таблиць звичайних і двоконтактних оправок. У SK це розмір a, у BT розмір y.

У двоконтактних оправок цей розмір менший у 2–3,2 раза: у SK у 3,2 раза на розмірах 30 і 40 та у 2,1 раза на розмірі 50, у BT у 2 рази на розмірах 30, 40 і 50. Решта розмірів конуса SK у таблицях збігаються зі звичайними: довжина l1, діаметр фланця d6, ширина паза, різьба. У BT разом з y відрізняються ще два розміри: e (21, 26 і 36,5 мм замість 20, 25 і 35 мм) та d на розмірі 50 (12 мм замість 15 мм). Що вони означають, каталог не пояснює.

Сенс розмірів a та y каталог теж не розкриває. За кресленням це розміри біля основи конуса поблизу фланця. Зазвичай у двоконтактних системах такі розміри зменшують для того, щоб під час затягування штревелем фланець сідав на торець шпинделя; але підтвердження цього тлумачення в каталозі немає, і точне визначення a та y треба дивитися в стандарті або у виробника.

Балансування у двоконтактних патронів у каталозі заявлено вище, ніж у звичайних: для патронів ER G2,5 при 30 000 об/хв, для термопатронів і насадних оправок з каналом МОР G2,5 при 25 000. У звичайних ER-патронів на SK у каталозі G6,3 при 15 000. Як читати таку пару цифр і що вони дають, розібрано в статті Балансування оснастки.

Асортимент двоконтактних оправок у каталозі широкий: силові патрони, ER, Weldon, насадні оправки з подачею МОР, оправки під фрези з різьбою, оправки з конусом Морзе, термопатрони та перехідники на полігональний хвостовик. Обмеження для практики: щоб отримати справжній подвійний контакт, шпиндель верстата має бути розрахований на нього. Зазвичай двоконтактна оправка у звичайний шпиндель стає й працює по конусу, але каталог цього не підтверджує, тому таке питання краще уточнювати в постачальника.

HSK A, E і F: короткий порожнистий конус

HSK (DIN 69893) влаштований інакше, ніж конуси 7:24. Конус короткий, порожнистий, оправка затискається зсередини, а її торець упирається в шпиндель. Конусність HSK, 1:10, каталог не називає, це загальновідома величина. У каталозі BR наведено таблиці розмірів трьох форм: A (розміри 32–100), E (32–63) і F (50 та 63). Номер розміру HSK — це діаметр фланця D1; D2 — діаметр конуса, L1 — його довжина, M — різьба, у яку угвинчується трубка подачі МОР.

З таблиці випливає кілька висновків. Конус форми E за D2 і L1 такий самий, як у форми A того самого розміру. У форми F конус менший: F50 з D2 30 і L1 20 мм повторює конус A40, а F63 з D2 38 і L1 25 мм повторює конус A50. У каталозі це не обговорено, це порівняння чисел. У таблиці форми E немає колонок під пази приводу (b і H2), які є у форми A. Зазвичай це пов'язують із призначенням: форму A застосовують як універсальну, з пазами для передачі моменту, а E і F беруть для високих обертів, де пазів приводу немає. Але каталог у таблицях дає лише розміри, призначення форм там не описано.

Рисунок нижче показує в одному масштабі, наскільки HSK коротший за конуси 7:24. HSK-A63 з діаметром фланця 63 мм і довжиною конуса 32 мм стоїть поряд із SK40 і BT40 (68,4 і 65,4 мм за того самого діаметра фланця), а HSK-A100 з довжиною 50 мм поряд із SK50 і BT50 (близько 101,8 мм).

Готових патронів з HSK у каталозі менше, ніж рядків у таблиці розмірів: це HSK-A 50, 63 і 100, HSK-E 50 і 63, HSK-F 50 і 63. Патронів під HSK32, 40 і 80 у каталозі немає. У стандартних патронів HSK-A балансування заявлено G6,3 при 12 000 об/хв (силові) і при 15 000 (ER, Weldon, насадні), у HSK-E та HSK-F G2,5 при 20 000; для всіх форм за запитом можливе G2,5 при 30 000.

Трубки подачі МОР (різьба M) залежать від розміру та форми, і в каталозі BR для них є окрема таблиця. Різьба трубки збігається з різьбою M з таблиць розмірів конуса.

Для модульних адаптерів HSK63/A і HSK100/A каталог дає трубки тієї самої різьби, але трохи коротші: 35,1 і 43,1 мм. Це означає, що трубку від патрона не можна автоматично ставити в адаптер того самого розміру: довжину треба звіряти.

Штревелі: DIN 69872, ISO 7388/2 A і B, MAS 403 BT

Штревель (затяжний гвинт) угвинчується в хвостовик оправки, і за нього шпиндель втягує оправку. Різьба штревеля визначається розміром конуса: M12, M16, M24 для розмірів 30, 40, 50 (див. першу таблицю), однаково для SK, BT і NT. А ось сам штревель різниться стандартом, довжиною та кутом головки. У каталозі BR наведено чотири родини штревелів, усі з кільцем O-ring. Штревель буває глухий і з отвором під подачу МОР через шпиндель; на розмірі 30 штревелів з отвором у каталозі немає.

За таблицями каталогу DIN 69872 і ISO 7388/2-A на розмірах 40 і 50 збігаються за всіма вказаними розмірами, а на розмірі 30 різняться дрібницею: зовнішній діаметр 17 проти 16 мм, і в головки D2 13 проти 12 та D3 9 проти 8 мм. Це не привід вважати їх взаємозамінними: форму головки й допуск треба звіряти за стандартом. Штревель ISO 7388/2-B помітно коротший (44,5 і 65,5 мм проти 54 і 74) і в каталозі є лише для розмірів 40 і 50.

Штревелі для BT відрізняються і за довжиною (60 мм проти 54 у розміру 40, 85 проти 74 у розміру 50), і за кутом головки: каталог дає варіанти 30°, 45° і 90°, а для DIN 69872 на кресленні показано кути 45°, 30° і 15°. Отвір у штревелі BT у розмірів 40 і 50 помітно менший, ніж у DIN (4 і 6 мм проти 7 і 11,5). Кут головки зазвичай має відповідати захвату в шпинделі верстата; у каталозі немає даних про те, якому верстату який кут потрібен, і немає моменту затягування, тому ці відомості беруть із документації верстата.

Полігональний хвостовик ISO 26623-1: C32–C80

Для повноти картини: у каталозі BR є й третя система, полігональний хвостовик ISO 26623-1 з позначеннями C32, C40, C50, C63 і C80. Слово Capto в тексті каталогу не трапляється; що це та сама родина, що відома система Capto, це загальне знання, і підтвердження в каталозі немає. Це короткий гранений (полігональний) хвостовик, який, як правило, застосовують на токарно-фрезерних і багатоцільових верстатах.

Сенс B1, B3 і L2 у каталозі не розшифровано, є лише креслення з літерами. Попереднє балансування полігональних патронів заявлено G6,3 при 8 000 об/хв. У каталозі є перехідники з SK, BT і HSK на полігон. Для токарних верстатів з револьверною головкою частіше трапляються інші системи кріплення, наприклад VDI; про них у статті Оправи й тримачі VDI (DIN 69880).

Як визначити свій конус: порядок перевірки та приклад

1. Паспорт верстата. У ньому вказано стандарт шпинделя: DIN 69871, MAS 403 BT, DIN 2080 або HSK із формою. Це основне джерело, решта кроків потрібна, якщо паспорта немає.
2. Розмір. За різьбою штревеля: M12 — розмір 30, M16 — 40, M24 — 50. Це дає лише розмір, але не стандарт: він однаковий у SK, BT і NT.
3. Стандарт. За фланцем і довжиною конуса: діаметри та довжини з другої таблиці вище. Зовнішні ознаки (канавка, виїмка) описано в статті Фрезерні патрони й оправи.
4. Подача МОР. Якщо верстат подає охолодження через шпиндель, потрібні форма AD (або AD/B) і штревель з отвором.
5. Штревель. Стандарт, довжина, кут головки: ті, що стоять у верстаті.

Приклад розрахунку: арифметика за таблицями каталогу BR, а не вимірювання на верстаті. На складі є оправки SK40 (DIN 69871, форма AD/B) з ER32, а верстат у вас з BT40. Збігається: діаметр великої основи 44,45 мм і різьба штревеля M16, тобто оправка «схожа». Не збігається: довжина конуса 68,4 проти 65,4 мм (різниця 3,0 мм), діаметр фланця 63,55 проти 63 мм (0,55 мм), довжина штревеля 54 мм у DIN 69872 проти 60 мм у BT (6 мм), і кути головки в них різні. Тому оправку SK40 у шпиндель BT40 ставити не треба, а потрібна оправка BT40 і штревель BT тієї самої довжини та кута, що й у верстата. Якщо ви заразом розглядаєте двоконтактний варіант, зважте, що розмір a у SK40 змінюється з 3,2 до 1,0 мм (на 2,2 мм), а в BT40 розмір y з 2 до 1 мм (на 1 мм), і такий патрон потрібен лише за шпинделя, розрахованого на подвійний контакт. Для розточних головок із хвостовиком 7:24 той самий порядок перевірки; самі головки описано в статті Головки розточувальні універсальні ГОСТ 22393-77.

Типові помилки

• Вважати SK і BT одним конусом. Збігаються діаметр і різьба, але довжина конуса, фланець і штревель різні: у розміру 40 різниця 3 мм за довжиною та 0,55 мм за діаметром фланця.
• Замовляти штревель лише за різьбою. M16 є і в SK, і в BT, але довжина 54 і 60 мм, а кут головки залежить від верстата.
• Забути про форму AD/B за подачі МОР через шпиндель. Потрібні відповідна оправка й штревель з отвором; глухий штревель охолодження не пропустить.
• Чекати подвійного контакту від звичайного шпинделя. Ефект є, лише якщо шпиндель розрахований на подвійний контакт; звичайну оправку не можна вважати двоконтактною.
• Вибирати HSK лише за номером. HSK63 без літери форми не визначає оправку: у HSK-A63 D2 48 мм, у HSK-F63 лише 38 мм, а трубка подачі МОР у них різної різьби.
• Не враховувати обмеження виконання. Патрони ISO30 з ER і Weldon у каталозі BR лише форми AD; двоконтактні теж лише AD.
• Сприймати цифри балансування як гарантію для будь-якої довжини. У довгих виконань патронів (наприклад, ER з вильотом 130–200 мм) у каталозі колонка балансування порожня.

Часті запитання

Чи можна поставити оправку SK40 у шпиндель BT40?

Ні, виходити з того, що можна, не слід. Діаметр конуса (44,45 мм) і різьба штревеля (M16) збігаються, але за каталогом BR довжина конуса 68,4 мм у SK і 65,4 мм у BT, фланець 63,55 і 63 мм, штревелі різні. Стандарт оправки має збігатися зі стандартом шпинделя.

Чим відрізняється NT (DIN 2080) від SK (DIN 69871)?

Діаметр і різьба в розміру 40 ті самі: 44,45 мм і M16. Відрізняються довжина конуса (65,4 мм у NT і 68,4 мм у SK) і діаметр фланця (63,0 і 63,55 мм). Як правило, NT розрахований на ручну заміну оправок і, на відміну від SK, не має канавки під захват маніпулятора; докладніше про це в статті Фрезерні патрони й оправи.

Чи потрібна двоконтактна оправка і чим вона відрізняється?

Двоконтактні оправки заявлено каталогом як жорсткіші, з меншою вібрацією та довшою стійкістю інструмента, але цифр випробувань немає. Від звичайних вони відрізняються розміром a в SK (1,0–1,5 мм замість 3,2) і y в BT (1–1,5 мм замість 2–3). Потрібні вони, якщо шпиндель розрахований на подвійний контакт і ви працюєте на режимах, де важлива жорсткість.

Чим HSK-E і HSK-F відрізняються від HSK-A?

За каталогом BR у форми E конус той самий, що в A, але в таблиці немає розмірів під пази приводу. У форми F конус менший: F50 повторює за D2 і L1 конус A40, F63 повторює A50. Балансування в E і F заявлено G2,5 при 20 000 об/хв, у стандартних HSK-A G6,3 при 12 000–15 000. Призначення форм у каталозі не описано; зазвичай E і F беруть для високих обертів.

Як відрізнити штревель DIN 69872 від ISO 7388/2-A?

За таблицями каталогу на розмірах 40 і 50 вони однакові за всіма вказаними розмірами, на розмірі 30 різняться дрібницею (D 17 і 16 мм). Надійніше орієнтуватися на стандарт, указаний у документації верстата й оправки, а не на зовнішній вигляд.

Який штревель потрібен для оправок BT?

Штревель MAS 403 BT: різьба M12, M16 або M24 за розміром, довжина 43, 60 і 85 мм, кут головки 30°, 45° або 90° (для розміру 30 у каталозі лише 30° і 45°). У штревеля з отвором діаметр отвору 4 мм на розмірі 40 і 6 мм на розмірі 50. Кут головки беруть таким, як у штревеля, що стоїть у верстаті.

Підібрати в каталозі.

• Патрони, оправки для верстатів
• Патрони цангові з хвостовиком 7:24
• Патрони цангові з хвостовиком HSK
• Патрони термозатискні
• Патрони фрезерні силові
• Штревелі (затяжні гвинти)
• Гайки до цангових патронів
• Оправки для кріплення інструмента
• Оправки для інструменту з хвостовиком WELDON
• Оправки комбіновані для торцевих і дискових фрез
• Оправки та хвостовики для розточних головок
• Перехідні втулки з конуса 7:24 на конус Морзе (КМ)

Не впевнені, який у верстата конус і який потрібен штревель? Напишіть у чат на сайті модель верстата або розміри фланця й різьбу штревеля: допоможемо підібрати оправку та штревель.