Конус морзе

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.

Это интересно: Что такое канифоль и для чего она нужна — разбираем досконально

Информация

Часто в строительной практике или даже повседневной жизни приходится сталкиваться с необходимостью построения конуса. Процесс построения требует определенных знаний и высокой точности, иначе конус будет иметь определенные отклонения от необходимых параметров и это может привести к тем или иным неприятным последствиям. Расчет развертки конуса является важнейшей частью при создании выкройки для конуса. Данный показатель относительный и при его расчете необходимо знать ряд других параметров. При этом, необходимо понимать, что существует два вида конусов. Первый вид называется «Прямой конус», то есть классическом его понимании. Второй вид называется «Усеченный конус» — часть конуса, которая заключается между основанием и секущей плоскостью, параллельной его основанию. Расчет развертки прямого конуса отличается от того, как производится расчет развертки усеченного конуса. Отличие заключается в том, что у усеченного конуса появляется еще одна переменная и по итогу расчета калькулятор сообщает в расчете не только расстояние и угол, но и два радиуса. Наш онлайн калькулятор имеет встроенные формулы, что позволяет производить расчет данных показателей, просто выбрав вид конуса и введя абсолютные значения в соответствующие ячейки. Возможности и принцип построения системы калькулятора исключают допущение ошибок при расчетах, и избавляют пользователя от необходимости в самостоятельном детальном изучении методик расчета.

Обозначение конусности на чертеже

При разработке техдокументации должны предусматриваться все установленные нормы, так как в другом случае она не используют в последующем

Анализируя обозначение конусности на чертежах необходимо уделять свое внимание следующим моментам:

1. Отображается диаметр большого основания. Рассматриваемая фигура образуется телом вращения, которому свойственен диаметральный критерий. В случае конуса их может быть несколько, а изменение критерия происходит медленно, не ступенчато. В основном, у аналогичной фигуры имеется больший диаметр, а еще переходной в случае наличия ступеньки.
2. Наноситься диаметр меньшего основания. Меньшее основание в ответе за образование необходимого угла.
3. Рассчитывается длина конуса. Расстояние между меньшим и большим Основанием считается критерием длины.
4. На основании выстроенного изображения устанавливается угол. В основном, для этого проводятся необходимые расчеты. В случае определения размера по нанесённому изображению при использовании специализированного прибора для измерений значительно уменьшается точность. Второй метод используется в случае создания чертежа для изготовления неответственных деталей.

Самое простое обозначение конусности учитывает также отображения дополнительных размеров, например, справочную. В большинстве случаев применяется символ конусности, который дает возможность сразу понят о разности диаметров.

Выделяют достаточно очень много самых разных параметров, которые затрагивают определения конусности. К свойствам отнесем следующее:

1. Угол может указываться в градусах дробью или в процентах. Выбор проходит в зависимости от сфере использования чертежа. Примером можно назвать то, что в машиностроительной области указывается значение градуса.
2. В машиностроительной области в особенную группу выделяют понятие нормальной конусности. Она варьирует в конкретном диапазоне, может составлять 30, 45, 60, 75, 90, 120°. Аналогичные критерии характерны большинству изделий, которые используются во время сборки самых разных механизмов. При этом выдерживать аналогичные значения значительно проще при использовании токарного оборудования. Однако, если понадобится могут выдерживаться и неточные углы, все будет зависеть от определенного случая.
3. При начертании ключевых размеров применяется чертежный шрифт. Он отличается неограниченным количеством свойств, которые должны предусматриваться. Для правильного отображения применяется табличная информация.
4. Для начала указывается значок конусности от которого отводится стрелка и отображается величина. Характерности отображения в большинстве случаев зависит от того, какой чертеж. В большинстве случаев наноситься очень много самых разных размеров, что значительно затрудняет нанесение конусности. Собственно поэтому предусматривается возможность применения нескольких самых разных методов отображения аналогичной информации.

На чертеже рассматриваемый критерий отмечается в виде треугольника. При этом требуется цифровое значение, какое может рассчитываться при использовании самых разных формул.

4 Размеры

4.1 Рекомендованные инструментальные конусы представлены в таблице 1. Таблица 1

4.2 Основные размеры конусов должны соответствовать указанным на рисунке 1 и в таблице 2.

Рисунок 1, лист 1

Рисунок 1, лист 2

Таблица 2

Построение уклона и конусности

Провести построение уклона и конусности достаточно просто, только в некоторых случаях могут возникнуть серьезные проблемы. Среди основных рекомендаций отметим следующее:

1. Проще всего отображать нормальные конусности, так как их основные параметры стандартизированы.
2. В большинстве случаев вводной информацией при создании конусности становится больший и меньший диаметр, а также промежуточное значение при наличии перепада. Именно поэтому они откладываются первыми с учетом взаимного расположения, после чего проводится соединение. Линия, которая прокладывается между двумя диаметрами и определяет угол наклона.
3. С углом наклона при построении возникает все несколько иначе. Как ранее было отмечено, для отображения подобной фигуры требуется построение дополнительных линий, которые могут быть оставлены или убраны. Существенно упростить поставленную задачу можно за счет применения инструментов, которые позволяют определить угол наклона, к примеру, транспортир.

На сегодняшний день, когда компьютеры получили весьма широкое распространение, отображение чертежей также проводится при применении специальных программ. Их преимуществами можно назвать следующее:

1. Простоту работы. Программное обеспечение создается для того, чтобы существенно упростить задачу по созданию чертежа. Примером можно назвать отслеживание углов, размеров, возможность зеркального отражения и многое другое. При этом не нужно обладать большим набором различных инструментов, достаточно приобрести требуемую программу и подобрать подходящий компьютер, а также устройство для печати. За счет появления программного обеспечения подобного типа построение конусности и других поверхностей существенно упростилось. Именно поэтому на проведение построений уходит намного меньше времени нежели ранее.
2. Высокая точность построения, которая требуется в случае соблюдения масштабов. Компьютер не допускает погрешности, если вся информация вводится точно, то отклонений не будет. Этот момент наиболее актуален в случае создания проектов по изготовлению различных сложных изделий, когда отобразить все основные размеры практически невозможно.
3. Отсутствие вероятности допущения ошибки, из-за которой линии будут стерты. Гриф может растираться по поверхности, и созданный чертеж в единственном экземпляре не прослужит в течение длительного периода. В случае использования электронного варианта исполнения вся информация отображается краской, которая после полного высыхания уже больше не реагирует на воздействие окружающей среды.
4. Есть возможность провести редактирование на любом этапе проектирования. В некоторых случаях в разрабатываемый чертеж приходится время от времени вносить изменения в связи с выявленными ошибкам и многими другим причинами. В случае применения специального программного обеспечения сделать это можно практически на каждом этапе проектирования.
5. Удобство хранения проекта и его передачи. Электронный чертеж не обязательно распечатывать, его можно отправлять в электронном виде, а печать проводится только при необходимости. При этом вся информация может копироваться много раз.

Как начертить уклоны и конусность

Во многих деталях машин используются уклоны и конусность. Уклоны встречаются в профилях прокатной стали, в крановых рельсах, в косых шайбах и т. д. Конусности встречаются в центрах бабок токарных и других станков, на концах валов и ряда других деталей.

Уклон характеризует отклонение прямой линии от горизонтального или вертикального направлений. Для того чтобы построить уклон 1:1, на сторонах прямого угла откладывают произвольные, но равные величины (рис. 1). Очевидно, что уклон 1:1 соответствует углу в 45 градусов. Чтобы построить линию с уклоном 1:2, по горизонтали откладывают две единицы, для уклона 1:3 — три единицы и т. д. Как видно из чертежа, уклон есть отношение катета противолежащего к катету прилежащему, т. е. он выражается тангенсом угла а. Величину уклона на чертеже в соответствии с ГОСТ 2.307—68 указывают с помощью линии-выноски, на полке которой наносят знак уклона и его величину. Расположение знака уклона должно соответствовать определяемой линии: одна из прямых знака должна быть горизонтальна, другая — наклонена примерно под углом 30° в ту же сторону, как и сама линия уклона.

На рисунке в качестве примера построен профиль несимметричного двутавра, правая полка которого имеет уклон 1:16. Для ее построения находят точку А с помощью заданных размеров 26 и 10. В стороне строят линию с уклоном 1:16, для чего по вертикали откладывают, например, 5 мм, а по горизонтали 80 мм; проводят гипотенузу, направление которой определяет искомый уклон. С помощью рейсшины и угольника через точку А проводят линию уклона, параллельную гипотенузе.

Конусностью называют отношение диаметра основания конуса к его высоте. В этом случае конусность К=d/l. Для усеченного конуса К = (d-d₁)/l. Пусть требуется построить конический конец вала по заданным размерам: d — диаметр вала — 25 мм; I — общая длина конца вала — 60 мм; l₁ — длина конической части — 42 мм; d₁ — наружный диаметр резьбы — 16 мм; К — конусность 1 : 10 (рис. 3, б). Прежде всего, пользуясь осевой, строят цилиндрическую часть вала, имеющую диаметр 25 мм. Этот размер определяет также большее основание конической части. После этого строят конусность 1:10. Для этого строят конус с основанием, равным 10 мм, и высотой, равной 100 мм (можно было бы воспользоваться и размером 25 мм, но в этом случае высота конуса должна быть взята равной 250 мм, что не совсем удобно). Параллельно линиям найденной конусности проводят образующие конической части вала и ограничивают ее длину размером 42 мм. Как видно, размер меньшего основания конуса получается в результате построения. Этот размер обычно не наносят на чертеж. Запись М16X1,5 является условным обозначением метрической резьбы, о чем подробнее будет сказано дальше.

TBegin—>TEnd—>

Рис. 1. Построение уклонов

Перед размерным числом, характеризующим конусность, наносят условный знак в виде равнобедренного треугольника, вершину которого направляют в сторону вершины самого конуса. Знак конусности располагают параллельно оси конуса над осью или на полке линии-выноски, заканчивающейся стрелкой, как в случае надписи уклона. Конусность выбирают в соответствии с ГОСТ 8593—57 .

Рис. 2. Пример построения уклонов

TBegin—>TEnd—>

Обозначение конусности на чертеже

При создании технической документации должны учитываться все установленные стандарты, так как в противном случае она не может быть использована в дальнейшем

Рассматривая обозначение конусности на чертежах следует уделить внимание следующим моментам:

1. Отображается диаметр большого основания. Рассматриваемая фигура образуется телом вращения, которому свойственен диаметральный показатель. В случае конуса их может быть несколько, а изменение показателя происходит плавно, не ступенчато. Как правило, у подобной фигуры есть больший диаметр, а также промежуточной в случае наличия ступени.
2. Наносится диаметр меньшего основания. Меньшее основание отвечает за образование требуемого угла.
3. Рассчитывается длина конуса. Расстояние между меньшим и большим основанием является показателем длины.
4. На основании построенного изображения определяется угол. Как правило, для этого проводятся соответствующие расчеты. В случае определения размера по нанесенному изображению при применении специального измерительного прибора существенно снижается точность. Второй метод применяется в случае создания чертежа для производства неответственных деталей.

Простейшее обозначение конусности предусматривает также отображения дополнительных размеров, к примеру, справочную. В некоторых случаях применяется знак конусности, который позволяет сразу понят о разности диаметров.

Выделяют достаточно большое количество различных стандартов, которые касаются обозначения конусности. К особенностям отнесем следующее:

1. Угол может указываться в градусах дробью или в процентах. Выбор проводится в зависимости от области применения чертежа. Примером можно назвать то, что в машиностроительной области указывается значение градуса.
2. В машиностроительной области в особую группу выделяют понятие нормальной конусности. Она варьирует в определенном диапазоне, может составлять 30, 45, 60, 75, 90, 120°. Подобные показатели свойственны большинству изделий, которые применяются при сборке различных механизмов. При этом выдержать подобные значения намного проще при применении токарного оборудования. Однако, при необходимости могут выдерживаться и неточные углы, все зависит от конкретного случая.
3. При начертании основных размеров применяется чертежный шрифт. Он характеризуется довольно большим количеством особенностей, которые должны учитываться. Для правильного отображения используется табличная информация.
4. Для начала указывается значок конусности от которого отводится стрелка и отображается величина. Особенности отображения во многом зависит от того, какой чертеж. В некоторых случаях наносится большое количество различных размеров, что существенно усложняет нанесение конусности. Именно поэтому предусмотрена возможность использования нескольких различных методов отображения подобной информации.

На чертеже рассматриваемый показатель обозначается в виде треугольника. При этом требуется цифровое значение, которое может рассчитываться при применении различных формул.

Конус 7:24

Широко распространённый инструментальный конус, в основном, для станков с ЧПУ с автоматической сменой инструмента. Цель разработки — устранение недостатков конуса Морзе (самозаклинивание конуса в шпинделе, малая площадь осевого упора, большая длина, сложность автоматической фиксации конуса в шпинделе, отсутствие зацепов для автоматической смены инструмента).

Существует ряд национальных и международных стандартов на этот конус, отличающихся базовой размерностью (дюймовая или метрическая), вспомогательными элементами (фланцы, штревели, каналы подачи СОЖ) и обозначениями. Конуса, изготовленные по разным стандартам, не всегда взаимозаменяемы.

• ISO-конусы. Международные стандарты ISO 297:1988 (конструктивная разновидность для ручной смены инструмента), ISO 7388 (конструктивные разновидности для автоматизированной смены инструмента).
• Новые российские стандарты: ГОСТ 25827-2014 — конструкции конусов, фланцев и резьб хвостовиков. Парный к нему ГОСТ ИСО 7388-3-2014 — конструкции штревелей. Практически дубликат ISO 297 и ISO 7388.
• Все еще могут быть актуальны советские и старые российские стандарты:
  • ГОСТ 15945-82 — основные размеры конусов и парный к нему ГОСТ 19860-93 — допуски.
  • ГОСТ 25827-93 — конструкции конусов, фланцев и хвостовиков.
• DV, SK (от нем. Steilkegel). Немецкий вариант конуса. Стандарты DIN 2080, DIN 69871.
• NMTB (от англ. National Machine Tool Builders Association), NST, NT. Американский вариант конуса. Стандарт ANSI B5.18. Дюймовая размерность, конструктивно аналог ISO 297.
• CAT, CV (от англ. Caterpillar V-Flange). Американский вариант конуса. Стандарт ANSI B5.50. Дюймовая размерность, конструктивно аналог ISO 7388 вариант A.
• BT — японская разновидность конуса согласно стандарта JIS B6339 (JMTBA MAS-403 «BT»). Дюймовая размерность, конструктивно аналог ISO 7388 вариант J.
• NFE 62540 — французский стандарт.
• IS 2340, IS 11173 — индийские стандарты. Первый аналог ISO 297, второй ISO 7388.

Типоразмер конуса обозначается цифрой, существуют размеры от 10-го до 80-го с шагом 5. Например, ISO10, NMTB40, BT50. Для всех стандартов размер конусной части одинаков. Угол конуса 16°35’40″. В таблице размеров конусов D обозначает базовый размер — наибольший диаметр конусного отверстия (гнезда), L обозначает глубину конусного отверстия. Эти значения также примерно соответствуют наибольшему диаметру конуса и его длине. Диаметр фланца DF примерно одинаков у всех конструктивных разновидностей.

Конус с фланцем для автоматической смены инструмента

Стандарты ISO и новый российский ГОСТ определяют несколько конструктивных разновидностей: одну для ручной смены инструмента и три разновидности для автоматической смены инструмента, обозначаемые буквами A, U, J. Каждой конструктивной разновидности соответствует свой фланец и штревель. Помимо того, стандарты регламентируют два метода подвода охлаждающей жидкости к инструменту: центральный через штревель (обозначается буквой D) или боковой через фланец (буквой F).

Старый ГОСТ 25827-93 определял три исполнения конусов. Исполнение 1 было аналогично ISO 297. Исполнение 2 было аналогично ISO 7388 вариант A. Исполнение 3 аналогов не имело. Стандарт не определял конструкций штревелей, только фланцев и резьб хвостовиков.

В настоящее время конуса обычно изготавливают со сменными штревелями, что улучшает совместимость оборудования разных стандартов.

Как подобрать угол уклона — несколько возможных вариантов

Гост 30893.2-2002. основные нормы взаимозаменяемости. общие допуски. допуски формы и расположения поверхностей, не указанные индивидуально

Существует несколько позиций, которыми руководствуются домашние мастера:

1. Сделать угол как можно более острым;
2. Сделать уклон минимальным или вообще пропустить этот пункт при монтаже канализационных стоков;
3. Создавать наклон согласно СНиПам, ГОСТам или специализированным справочникам.

На первый взгляд, излишне острый уклон канализационной трубы поможет воде, требующей очистки, быстрее доходить до пункта назначения. Но с другой стороны, при этом труба подвергается вредному воздействию стоков. Из-за того, что вода проходит по канализации слишком быстро, твердые частицы нечистот, пищевые остатки и прочий мусор, часто сливаемый в унитаз, остаются в трубе. Поэтому максимальный уклон трубы жестко регламентирован. Забегая вперед скажу, что он равен 15 см на 1 метр погонный.

Также проблемой станет заиливание трубы. Со временем канализация забьется и придется работать над её ремонтом. Срок службы такой системы значительно короче стандартного и составляет менее года.

Минимальный уклон или его отсутствие – это грубейшая ошибка при установке канализационного трубопровода. При этом труба не только заиливается, но и практически не очищается естественным путем.

Совет от эксперта: Правильнее всего работать с определенными нормативами, в которых указывается соотношение угла с диаметром и длиной трубы. Конечно, для этого требуется много времени и особая внимательность, но зато после такой кропотливой работы канализация прослужит Вам долгие годы.

Наклон канализации в частном доме – делаем своими руками

Современный частный дом принято оборудовать системой слива. Даже если магистраль городской канализации находится на значительном отдалении, устанавливаются септики или оборудуются специальные емкости для их накопления.

Для монтажа внутренней сети применяются те же материалы и  элементы. Теми же остаются и нормы уклона вне жилого дома.

Для наружного контура канализации в частном доме можно использовать трубы размером 100 миллиметров, а при небольшом количестве живущих в доме людей, возможно и применение 80-ти миллиметровых.

Трубопровод протягивается по траншее с глубиной заложения не менее уровня промерзания грунта. Если это покажется чрезмерным (для Подмосковья этот показатель составляет 1,8 метра), можно установить менее глубокую утепленную магистраль или установить на сливной трубопровод греющий кабель с автоматикой включения при понижении температуры грунта ниже нуля градусов.

Требования по углу наклона в частном доме подчиняются тем же нормативам, что и для других устройств.

Все работы по устройству системы слива при загородном доме могут быть выполнены следующим образом:

1. Определить нужные параметры трубопровода для внутренней и наружной сливных систем.
2. Выполнить эскизный проект трубопровода с указанием привязки к горизонту на различных уровнях.
3. Произвести монтаж внутренней канализационной сети с выполнением требований СНиПа. Вывод разводки из внутренних помещений произвести через короткий стояк размером 80 или 100 миллиметров. Стояк через угловой переход впоследствии соединить с наружной частью канализации.
4. Отрыть траншею для прокладки наружной части. При этом нужно учитывать глубину промерзания грунта, если трубопровод не по проекту утепляется. Глубина траншеи выбирается с учетом последующей подсыпки
5. На дно траншеи насыпать слой песка толщиной 15-20 сантиметров, утрамбовать и пролить водой для лучшего уплотнения. Уровень дна траншеи при копке и песчаной подсыпки по отношению к горизонту контролировать с использованием водяного уровня.
6. Установить на песчаную подсыпку опоры для трубопровода. Для этого можно использовать бетонные блоки или кирпичи. При установке нужно руководствоваться требованием по уклону канализационной трубы 110 миллиметров. Количество опор зависит от длины траншей, а расстояние между ними допускается не более метра. Это связано с тем, что на трубу будет оказываться давление от грунта, которым впоследствии зарывается траншея.
7. После укладки трубы на опоры необходимо проверить работоспособность системы пробным пропуском воды по ней. Если выполнено требование наклона канализационной трубы 100 мм и вода проходит по ней без протечек, можно приступать к закрытию траншеи. Сначала трубопровод аккуратно засыпается слоем песка с его трамбовкой по бокам и поверх нее. Закрыв все полностью, производят засыпку траншеи ранее вынутым грунтом и рекультивацию верхнего слоя почвы.
8. При устройстве сложно разветвленной канализационной схемы слива на участке, когда имеются дополнительные источники стоков, используются те же правила по наклону трубы для канализации в частном доме. Но возникает необходимость в устройстве смотровых колодцев в месте пересечения двух или более систем. В таком варианте глубина размещения в месте стыковки согласуется с этим фактором для основной схемы, которая выводит стоки во внешнее пространство.

Смотреть видео

Если вблизи дома проходит ветвь городской канализации, желательно подключить свой сток именно к ней. Для этого придется получить разрешение от Горводоканала, ведающего системой, понеся при этом определенные затраты. Но при таком случае впоследствии не понадобятся расходы на очистку септика или выгребной ямы.