SIMETRIUM .COM C · ▷1:20 · GOST 8593
系列 · 制图与 CAD
ZH|36 种语言
写法
图纸上标注符号 ▷ 和比值:▷1:20。符号的尖端指向圆锥的锥顶。工具圆锥则标注号数:“莫氏 3 号”“MT3”。
不要混淆
锥度按直径计算,斜度按单侧计算。锥度 1:20 就是素线斜度 1:40,锥顶角 2°51′。
台面上是剖开的机床主轴和莫氏锥柄。主轴锥孔内薄薄涂了一层普鲁士蓝。锥柄插入、转动、拔出:钢面上两圆锥接触过的地方留下蓝色印痕。下方是实时数值:锥度、半角和接触长度所占的比例。
量的档案 · 制图与 CAD · 无量纲

锥度 1:20

C = (D − d) / L · GOST 8593 · ISO 1119 · 莫氏锥度

莫氏锥柄钻头插进主轴,用手一拍就坐牢了。不用键,也不用螺母:圆锥靠摩擦自己夹紧。它的半角是 1.43°,而钢对钢的摩擦角约为 6°,所以锥柄只能用斜铁打出来。

锥度是两直径之差与圆锥长度之比,是一个没有单位的数。1:20 表示长度每 20 mm,直径变化 1 mm。莫氏锥度接近 1:20,但并不等于它:从 MT5 的 1:19.002 到 MT1 的 1:20.047。它们是十九世纪按英制尺寸选定的,所以 MT5 锥柄装不进 1:20 的公制套筒。

记号C——锥度,写作 1:n · α——圆锥角 · α/2——素线斜角(圆锥半角)
定义C = (D − d) / L = 2 tg(α/2)
标准系列GOST 8593:1:3 · 1:5 · 1:7 · 1:8 · 1:10 · 1:12 · 1:15 · 1:20 · 1:30 · 1:50 · 1:100 · 1:200 · 1:500 · 7:24
自锁α/2 小于摩擦角 ρ ≈ 5–6° 时圆锥能自锁:1:20 能自锁,7:24(α/2 = 8.3°)不能
检验用量规涂色检验:印痕不少于长度的 3/4 · 正弦规 · 测两个直径
典型值圆锥销 1:50 · 轴端 1:10 · 旋塞 1:7 · 莫氏 ≈ 1:20 · SK 刀柄 7:24
转到涂色检验 AutoCAD 提示
01 · 定义

长二十毫米,直径差一毫米

锥度把三个尺寸联系在一起:大径 D、小径 d 以及两者之间的长度 L。已知其中两个和锥度,第三个就能算出来,所以圆锥图上标注锥度和两个尺寸,而不是三个。这里角度是次要的:对 1:20 和 1:50 这样的小锥度,它不到三度,测量也不方便。

只有两个圆锥吻合,连接才牢靠。锥度差 ΔC 在长度 L 上造成径向间隙 L·ΔC/2。它一旦大于色料层的厚度(约 3–5 µm),两圆锥就只在一端的窄带上接触。这样的锥柄会跳动、打滑,并损坏主轴锥孔。

D、d——直径,mm · L——圆锥长度 · α——圆锥角 · ρ——摩擦角 · δ——端部间隙
互动 · 莫氏对 1:20

哪种锥柄能装进公制套筒

每一行是一种莫氏锥度,共七种。条形表示锥柄插入精确 1:20 的套筒时小端的径向间隙。竖线是 5 µm 的色料层:超过它,两圆锥只在一端接触。按钮对应各精度等级允许的间隙。

端部允许间隙

互动 · 色料、千分尺与斜铁

五种圆锥,一个套筒,一道色料印痕

主要操作是“开始检查”按钮。套筒锥孔涂上普鲁士蓝,插入零件,转动四分之一圈后取出。零件上的蓝色环带显示两圆锥接触的位置:完全吻合时它布满全长,有误差时只出现在一端。随后千分尺在已知距离上测两个直径,算出锥度。最后检查圆锥能否自锁:小锥度一直坐牢,直到用斜铁打出;陡的 7:24 没有拉杆就会掉出来。场景下方可选择零件——MT3 钻头锥柄、圆锥销 1:50、SK40 7:24 刀柄、旋塞芯 1:7 或轴端 1:10——以及套筒的锥度误差。滑块可前后拖动检查过程。

左:控制台——零件与套筒的锥度、间隙、接触右:印痕展开图、斜角对比摩擦角、尺寸
主要操作
拖动0.0 s
零件
套筒锥度误差
零件锥度
—
—
沿长度接触
—
—
端部间隙
—
—
半角
—
—

—

沿圆锥的间隙
径向间隙,µm,从大端到小端
斜线——所选误差下零件与套筒之间的间隙。虚线——5 µm 的色料层:线低于它的地方就有印痕。
斜角对比摩擦角
标准圆锥的 α/2,°
柱条——系列中各圆锥的半角。红线——钢对钢的摩擦角 ρ ≈ 5.7°。低于它,圆锥能自锁。
检查过程随时间变化
零件插入深度与接触比例
蓝线——插入深度,铜色线——零件取出后接触长度所占的比例。
02 · 换算
锥度

速算:锥度 1:n 时,长度每 100 mm 直径变化 100/n mm。1:20 为 5 mm,1:50 为 2 mm。半角(度)≈ 28.65/n。

7:24 不化成“一比几”来写:这是铣床定下的写法,图纸上不写 1:3.43。管螺纹也是锥形的:1:16。

Cαα/2其中
03 · 数量级
锥度从 1:1 到 1:1000,对数刻度

04 · 测量仪器
圆锥环规 · 普鲁士蓝
量规涂色检验
在圆锥环规或圆锥塞规上薄薄涂一层蓝色料,套到零件上转动。根据印痕判断锥度:接触斑应布满全长。
hsin α = h / L
正弦规
正弦规用高度 h = L·sin α 的量块垫起,使零件的素线处于水平。沿素线移动的指示表以微米显示角度误差。
29.6126.48C = (D₁ − D₂) / l
两个直径
用千分尺在相距 l 的两个截面上测直径。锥度等于直径差除以 l。方法简单,但精度受千分尺限制。
斜铁把锥柄从主轴里打出
退刀斜铁
钻床主轴上有一个横向腰形孔。斜铁插进去,压在锥柄的扁尾上:自锁的莫氏锥柄就是这样卸下来的。
05 · 书写规则
正确
▷1:20 标在引线的水平折线上,符号尖端指向锥顶
圆锥图上标锥度和两个尺寸:D 和 L,或 d 和 L
工具圆锥用“莫氏 3 号”或“MT3”代替锥度
7:24——就这样写,不化成 1:n
斜角是圆锥角的一半:1:20 → α/2 = 1°25′56″
错误
把斜度 1:40 写成“锥度 1:40”——直径和单侧弄混了
D、d、L 三个尺寸连同锥度一起标——多出一个尺寸
“莫氏 = 1:20”——MT5 是 1:19.002,涂色时差别一目了然
调整小刀架转角时用 α 而不是 α/2
机械图纸上把 1:20 写成百分数“5 %”
系列 · 制图与 CAD
每页配套的案头提示
AutoCAD · 图纸上的圆锥
命令:
锥度GOST 8593 · ISO 1119 · GOST 2.320
阶段
C
比例
У
▷1:20
2:1
SIMETRIUM · “制图与 CAD”系列锥度和两个尺寸,第三个为参考尺寸
06 · 相邻单位
07 · 历史部分
DdLC = (D − d) / L
三个尺寸
计量学札记

锥度无法一次测出:它是两个直径之差除以两者之间的距离。千分尺误差 2 µm、长度 50 mm 时,锥度误差为 8·10⁻⁵——对 1:20 来说就是 0.16 %。所以精密圆锥靠与量规比较来检验,而不是靠计算。

涂色检验也是一种测量,只不过是定性的。3–5 µm 的蓝色料层充当塞尺:间隙较大的地方就没有印痕。全长都有印痕,说明在圆锥长度上零件与量规的锥度一致,误差不超过色料层厚度。对长 81 mm 的 MT3 来说,这意味着锥度偏差小于 10⁻⁴。

精确 · 100 %0.5 % · 30 %2 % · 8 %
印痕展开图
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基础 · 7 个单位

国际单位制的七个基本单位

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目录实验室:一杯紫甘蓝汁、一个燃烧器、冷板上的一杯水和一组齿轮
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目录入口处的实验室

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