Развертки под конус Морзе: таблица размеров КМ0–КМ6
Развертки под конус Морзе: таблица диаметров и конусности КМ0–КМ6, припуски, сверла под ступенчатое рассверливание и типичные ошибки при обработке.
Зачем развертать конус
Конические отверстия под хвостовики Морзе есть в шпинделях, задних бабках, переходных втулках и оправках. Отверстие держит инструмент за счёт заклинивания конуса: контакт по поверхности, момент передаёт трение, а не шпонка. Если конус развёрнут с ошибкой, посадка теряется — биение, проворот инструмента под нагрузкой, разбитое гнездо через месяц работы.
Сверлом конус не получить: у сверла цилиндрическая режущая часть. Коническое отверстие обрабатывают ступенями — набором цилиндрических свёрл под ступенчатое рассверливание, — а финишную геометрию даёт коническая развёртка. Она снимает припуск по всей длине конуса сразу, и именно поэтому работа с ней требует понимания размеров и припусков.
Таблица конусов Морзе КМ0–КМ6
Размеры конусов — по ГОСТ 25557 / ISO 296. Обозначения: D — большой диаметр конуса у торца гнезда, d — расчётный малый диаметр, L — длина конической части.
| Конус | D, мм | d, мм | L, мм | Конусность | Угол уклона |
|---|---|---|---|---|---|
| КМ0 | 9,045 | 6,401 | 50,8 | 1:19,212 | 1°29′27″ |
| КМ1 | 12,065 | 9,371 | 62,0 | 1:20,047 | 1°25′43″ |
| КМ2 | 17,780 | 14,533 | 74,5 | 1:20,020 | 1°25′50″ |
| КМ3 | 23,825 | 19,760 | 93,5 | 1:19,922 | 1°26′16″ |
| КМ4 | 31,267 | 25,909 | 117,5 | 1:19,254 | 1°29′15″ |
| КМ5 | 44,399 | 37,470 | 149,5 | 1:19,002 | 1°30′26″ |
| КМ6 | 63,348 | 53,866 | 210,0 | 1:19,180 | 1°29′36″ |
Конусность у Морзе не круглая цифра — ряд исторически сложился из дюймовых прототипов, поэтому «примерно 1:20» подходит только для прикидки. Для развёртки берут развёртку своего номера конуса, а не «ближайшую»: разница конусности между КМ2 и КМ5 — это минуты угла, которые на длине 75–150 мм превращаются в доли миллиметра неплотного контакта.
Частая путаница — метрические конусы 4, 6, 80, 100, 120, 160, 200 по тому же ГОСТ. У них конусность ровно 1:20 и посадочные размеры не совпадают с Морзе. Метрический конус 100 не заменяет КМ3, хотя диаметры близки: проверяйте обозначение на чертеже, прежде чем подбирать развёртку.
Как выглядит развёртка под конус Морзе
Коническая развёртка — цельный инструмент с режущей частью на всей конической поверхности и зубьями, разбитыми на группы: грубые зубья под черновой съём и чистовые с мелкой подачей на финиш. У развёрток под КМ0–КМ2 хвостовик обычно цилиндрический или квадрат под вороток — малые конуса развёртывают вручную. С КМ3 и выше идут хвостовики под станок или тот же Морзе меньшего номера.
Материал — HSS и HSS-Co для чугуна и незакалённой стали. Твёрдосплавные конические развёртки встречаются, но в единичном и мелкосерийном производстве чаще работают быстрорезом: конус развёртают редко, гнёзд немного, окупить карбид сложно.
Ступени перед развёрткой
Конусная развёртка не рассчитана на съём больших объёмов: у неё длинная режущая кромка, и если загнать её в сплошной металл, зубья вязнут. Отверстие готовят ступенями. Логика: сумма диаметров ступеней должна описать конус так, чтобы развёртке оставалось 0,3–0,8 мм на радиус по всей длине.
Типовые цепочки сверл по ГОСТ для гнёзд под Морзе:
| Гнездо | Сверла ступенями, мм | Финишная развёртка |
|---|---|---|
| КМ0 | 7,0 → 8,0 → 8,5 | КМ0 |
| КМ1 | 9,5 → 11,0 → 11,5 | КМ1 |
| КМ2 | 14,5 → 16,5 → 17,0 | КМ2 |
| КМ3 | 20,5 → 22,5 → 23,0 | КМ3 |
| КМ4 | 26,0 → 29,5 → 30,5 | КМ4 |
| КМ5 | 38,0 → 42,5 → 43,5 | КМ5 |
Цифры — отправная точка для незакалённой стали. На практике цепочку корректируют под имеющийся станок и парк свёрл: важнее соблюсти принцип «развёртке — меньше миллиметра на сторону», чем попасть в конкретную ступень из справочника. Как считать припуск на последнем переходе для цилиндрических отверстий, разобрано в статье про припуск под развёртку — для конуса логика та же, только по всей длине.
Перед развёрткой ступени выводят на глубину чуть больше конуса: у гнезда есть резьбовая часть под клопф-винт и канавка под смазку, они лежат глубже расчётной длины конуса. Если отверстие короче, хвостовик «садится на резьбу» и люфтит.
Режимы и техника
Скорость резания под коническую развёртку из HSS по стали — 3–6 м/мин, по чугуну до 8 м/мин. Обороты считают по большому диаметру: для КМ2 при 5 м/мин это около 90–100 об/мин. Подача ручная или малая механизированная — 0,3–0,5 мм/об на черновых зубьях. СОЖ обязательна: эмульсия 5–8 % на сталь, на чугун допускается всухую или продувка сжатым воздухом.
Развёртку вводят до полного контакта и выводят, не останавливая вращение. Остановленная развёртка в конусе — застрявший инструмент и задиры на чистовых зубьях. При ручной работе воротком чувствуют момент: как только усилие резко выросло — развёртка села на чистовые зубья, осталось два-три оборота.
Контроль — калибр-пробка конусная Морзе или штатный хвостовик по краске. Пятно контакта не меньше 70 % поверхности, равномерно по окружности. Пятно у большого диаметра — конус недоразвёртан, у малого — переразвёртан или криво просверлены ступени.
Типичные ошибки
- Развёртка «примерно того номера». Конусность соседних Морзе отличается на десятые доли процента, посадка при этом теряется полностью. Номер конуса берут с чертежа или с маркировки штатного инструмента.
- Ступени одним сверлом. Рассверливание Ø14,5 сверлом Ø17 на глубину полного конуса оставляет развёртке 3–4 мм на сторону в широкой части — зубья греются, кромка садится за одно гнездо.
- Короткое отверстие. Ступени пробурены на глаз, конус не помещается: хвостовик опирается на дно, пятно контакта рвётся, бабка «щёлкает» при нагрузке.
- Развёртка по вращению остановлена. Вывод развёртки на остановленном станке даёт риски и конус «в зеркале»: чистовые зубья срезают металл рывками.
- Нет смазки на стали. На незакалённой стали без эмульсии нарост на черновых зубьях нарастает к середине конуса, развёртка уводит, гнездо получается с бочкой.
Рабочий порядок: номер конуса с чертежа → ступени сверлами с убывающим припуском → развёртка своего номера на малых оборотах с эмульсией → вывод на вращении → контроль пятна контакта хвостовиком или калибром. Термины по инструменту — в глоссарии, конические и цилиндрические развёртки ходовых номеров — в разделе развёртки.