Токарные патроны для станка: основные виды и сфера применения

Виды токарных патронов, область их применения и особенности эксплуатации

Токарные патроны для станка: основные виды и сфера применения

Фиксация заготовки в токарном станке для ее дальнейшей обработки происходит с помощью токарного патрона. Этот элемент оборудования может иметь различную конструкцию, которая определяется функциональностью и технологическими требованиями.

Назначение и особенности эксплуатации

Токарные работы характеризуются высокой скоростью вращения детали. Поэтому к патронам предъявляются особые требования. Они устанавливаются на переднюю шпиндельную бабку станка, которая соединена с электродвигателем посредством коробки передач и раздаточной коробки.

Для выбора оптимальной модели необходимо знать основные технические характеристики, которыми обладают токарные патроны. Они во многом зависят от токарного станка, а также перечня выполняемых операций на нем. Поэтому методика выбора должна быть комплексной.

Существуют следующие эксплуатационные и технические параметры, согласно которым подбираются токарные патроны для станков:

  • конструкция. Определяет способ фиксации заготовки, количество зажимных элементов, их расположение и возможность установки нескольких деталей;
  • рабочие диаметры. К ним относятся наружный, присоединительного пояска, а также расположение и размеры крепежных отверстий;
  • характеристики обрабатываемого изделия. Диапазон размеров: максимальный и минимальный диаметр (наружный и внутренний) в зависимости от способа крепления — на прямых или обратных кулачках. Учитывается максимально допустимая масса заготовки;
  • диаметр отверстия в корпусе. Оно предназначено для установки прутка;
  • пределы частот вращения токарного патрона.

Изделия этого класса относятся к сложным технологическим конструкциям. Для их изготовления применяются несколько типов материалов. Корпус делается из чугуна специальной марки, не ниже СЧ-30. Остальные компоненты изготавливаются из инструментальной стали, у которой предел прочности не может быть меньше 500 МПа.

Характеристики шероховатости патронов зависят от конкретного компонента. Так, для передней цилиндрической части этот показатель не может быть более 0,8. Рабочие поверхности обладают шероховатостью до 1,6.

Цанговые

Этот тип крепежного элемента представляет собой втулку, в которой находится несколько осевых прорезей. В них расположены фиксирующие лепестки, количество которых различно и может составлять от 3-х до 6-ти штук.

Конструктивно токарный патрон этого типа состоит из подающей цанги, в которой находится втулка с разрезами, формирующими лепестки. Для фиксации заготовки устанавливается цельная зажимная цанга с лепестками пружинного типа. Для увеличения показателя сцепления происходит смещение цельной цанги относительно заготовки и лепестков.

Область применения токарных патронов цангового типа для станков:

  • заточка сверл и фрез;
  • обработка металлических прутков;
  • использование для крепления заготовки с обратной поверхностью.

К недостаткам этого типа сверлильных патронов можно отнести относительно небольшие максимальные диаметры деталей, а также невозможность обрабатывать заготовки с большой массой.

Если конфигурация поверхности заготовки не соответствует размерам цангового патрона – необходимо применять специальные выравнивающие вкладыши.

Рычажные

До недавнего времени были самыми популярными типами креплений в токарных станках. Принцип действия основан на смещении кулачков с зажимами посредством движения двуплечего рычага. Для оптимизации настройки в конструкции есть гидропривод.

Главной характеристикой патронов этого типа является количество фиксирующих кулачок и степень их смещения на рабочем диске. Настройка положения заготовки является сложным процессом. В особенности если необходима нестандартная обработка.

Способы переналадки токарного патрона этого типа:

  • одновременное смещение кулачков с помощью ключа. Он устанавливается в прорезь регулирования гидравлического привода;
  • регулировка каждого кулачка в отдельности. Эта операция требует много времени и не каждая конструкция токарного патрона рычажного типа имеет такую функцию.

В процессе работы может наблюдаться незначительный люфт детали во время ее вращения. Поэтому рычажные фиксирующие компоненты станка применяются в основном только для черновой обработки.

Клиновые

Эта модель токарного патрона представляет собой усовершенствованную конструкцию вышеописанного рычажного механизма. Для обеспечения большей точности для каждого кулачка есть свой пневматический или механический привод.

Подобная конструкция применяется для выполнения точных операций по токарной обработке. Преимуществом ее эксплуатации является возможность смещения центра заготовки относительно оси вращения. Таким образом можно изготавливать детали сложной формы.

К особенностям работы с клиновыми токарными патронами можно отнести следующие факторы:

  • сложность настройки;
  • высокая точность выставляемых параметров, низкий процент погрешности обработки;
  • надежность фиксации за счет равномерного распределения усилия давления на каждом кулачке.

Для токарных станков с блоком ЧПУ важна возможность быстрой перенастройки. Поэтому в подобном оборудовании используются специальные модели зажимных устройств, подключаемые к блоку управления.

К материалу изготовления клиновых патронов предъявляются особые требования. Зачастую обработка происходит на высоких оборотах, поэтому свойства фиксирующего устройства не должны измениться во время выполнения этого процесса.

Мембранные

Наиболее высокими показателями точности фиксации обладают мембранные модели токарных патронов. Мембраны из упругого материала крепятся к фланцу. После установки заготовки отключается гидропривод и деталь крепится с помощью расширения мембраны.

Для этой модели фиксирующего устройства характерно большое количество кулачков и низкая степень зажима. Поэтому мембранные патроны в основном используются для чистовой обработки, выполняемой на низких скоростях.

В видеоматериале показан пример установки и эксплуатации:

Патроны для токарных станков: особенности использования и назначения, основные виды, преимущества

Токарные патроны для станка: основные виды и сфера применения

Токарное дело предполагает использование специализированного оборудования — станков, главным элементом которых являются так называемые токарные патроны.

Токарные патроны для станков применяются для фиксирования заготовки в конструкции для последующей обработки.

Эта деталь может обладать разной конструкцией. Тут все зависит от требований технологического плана и функциональности, которые необходимы исполнителю.

Токарное дело подразумевает быстрое вращение той или иной детали. По этой причине патроны, конечно же, обязательно должны иметь особые характеристик. Эти детали монтируются на переднюю «бабку» оборудования, соединенную с электроприводом.

Для того чтобы подобрать подходящую для своих целей модель, нужно знать обо всех ее характеристиках, которые зависят от назначения и типа токарного станка. Потому процесс выбора должен обладать комплексным характером.

Принято выделять следующие технологические и пользовательские характеристики, которыми нужно руководствоваться, подбирая патрон для токарного станка:

  • Конструкция. Этот параметр отвечает за методику фиксирования заготовки. А также он определяет число элементов для зажима, их размещение и возможность монтажа сразу нескольких элементов.
  • Диаметр. Сюда входит и диаметр соединительного пояска, и наружный диаметр изделия, и размеры отверстий для крепежей.
  • Параметры изделия, подлежащего обработке. В этом случае в расчет берется и размеры, и масса заготовки.
  • Максимальная частота вращений.
  • Диаметр паза для монтажа прутка.

Токарный патрон — это сложная конструкция технологического типа. Как правило, производятся они сразу из нескольких материалов. Корпус создается из особого чугуна, другие же составляющие делаются из высокопрочной стали.

Виды токарных патронов в зависимости от механизма фиксации

От правильности выбора вида токарного патрона соответствующим механизмом фиксации зависит уровень радиальных биений, скорость переналадки, возможность использования в единичном и крупносерийном производстве. Основные из наиболее часто применяемых типов станков:

Патрон для токарного станка по дереву: основные виды (кулачковый, вакуумный)

Токарные патроны для станка: основные виды и сфера применения

Токарный станок – сложный механизм. И одной из его рабочих частей является токарный патрон.

Эти детали имеют несколько разновидностей под каждую конкретную задачу. Сегодня мы рассмотрим патроны для работы по дереву.

Основные характеристики

Патроны различаются по своему строению, функционалу и рабочему предназначению. Всего выделено несколько признаков, по которым происходит классификация патрона:

  • Метод крепежа к станку – на шпиндель станка, на фланец шпинделя станка, или через переходный фланец.
  • Установка кулачков – прямая установка на фланец шпинделя, или же установка с независимым перемещением.
  • Вариант крепежа обрабатываемого предмета – метод ручной фиксации или механика (пневматический или гидравлический привод).

Агрегатные элементы изготавливаются из обработанной закалённой стали, иногда из чугуна. Каждый из них различается по конструктивным особенностям и сфере применения.

По ГОСТ 1654-86 всего выделено 4 (четыре) класса рабочей точности — А — (особо высокая), В — (высокая), П -(повышенная) и Н — (нормальная).

Также данный элемент станка различается по количеству кулачков (от 2 до 6), метод крепежа (внешняя или внутренняя поверхность), структура и сборка (накладные, разборные или целостные), станочный привод (механический или ручной).

Принцип работы и особенности

Патрон ставится в универсальный или узкоспециализированный станок. Нужен он для монтажа элементов на оси шпинделя. Они дают надёжный захват заготовочного предмета, и заодно улучшают зажим при высоких оборотах.

Эксплуатируются в чистом сухом месте, все химические жидкости, провоцирующие коррозию, удаляются для сохранности патрона. Затем перед работой все стяжные болты закручиваются до упора гаечным ключом. Следующее действие — это крепёж патронного элемента в токарный агрегат, болты затягиваются гайками и включают станок.

Лучше всего запускать агрегат на малых оборотах, дабы проверить прочность сборки и заодно откалибровать значения торцевого и радиального биений на холостом ходу.

Для того чтобы закрепить заготовку на станке, чаще всего применяют патрон с двумя или тремя кулачками. При этом есть детали с независимым движением кулачков.

Эти самые зубцы двигаются вместе в радиальную сторону, за счёт чего происходит удержание заготовки в зоне обработки.

Кулачки перемещаются посредством диска, который на одной своей части имеет пазы «архимедова спираль», а с другой стороны, находится коническое зубчатое колесо, взаимодействующее с остальными колёсами.

Через ключ начинает двигаться первое колесо, а заодно начинает работу диск, который одновременно двигает кулачки. Если они движутся ближе к середине патрона, то заготовка сжимается, если же наоборот, отдаляются, то заготовка освобождается.

Кулачковые токарные патроны

Часть разновидностей патронов по количеству кулачков мы рассмотрели выше, однако видов самих патронов гораздо больше.

Разновидности кулачков

Всего насчитывается 5 самых востребованных конструкций, все они кулачковые, но для разных задач и типом работы:

  • Рычажный тип. Наиболее часто встречающийся вид. Применяется для грубой черновой работы. Кулачки и зажимы двигаются за счёт двухплечевого рычага. Совместим с гидроприводом. Настройка патрона сложная.
  • Самоцентрирующийся тип. Также часто можно встретить этот вид патрона, на его примере мы выше описали работу станка – заготовка центруется кулачками, кулачки двигаются за счёт движения диска, на котором сделаны пазы по типу «архимедова спираль». Усилие зажима обеспечивается механикой. Точная и надёжная конструкция.
  • Клиновый тип. Данный вид является глубокой модернизацией рычажного вида патрона. После внедрения отдельных пневматических и механических приводов, значительно выросла точность обработки. Способен обработать предмет практически любой сложности. Имеет режим смещения оси заготовки от центральной оси станка. Однако он сложен в настройке и требователен к качеству производства.
  • Цанговый тип. Патрон, позволяющий оперативно и крепко зафиксировать заготовку. Современные агрегаты лёгкие в настройке. Особенность строения в том, что роль кулачков здесь выполняют зажимные лепестки. Лепестков размещено от двух до шести штук, исходя из диаметра патрона. Заготовка жёстко фиксируется, а радиального биения практически нет. Цанга очень долговечна, сама по себе это втулка с осевыми прорезями.
  • Мембранный тип. Данный тип может похвастаться высокоточной обработкой и крепежа заготовки. Состоит из механизма, на фланце которого находится мембрана из пружинистого материала. Зажимы состоят из своеобразных сменных губок. Их 3–8 штук. Работает с пневмоприводом. Требует от человека повышенной осторожности в работе. Деталь сломается, если переборщить с давлением. Однако сама мембрана прочно удерживает губками заготовку.

Упорные центры

Агрегаты бывают двух видов – упорным и поводковым. Упорный вид ставится в переднем узле токарного агрегата и образовывают усилие. Для контакта с рабочим материалом есть зазубрины.

Второй вид базируется в заднем узле, он держит заготовку. Бывает неподвижный и вращающийся тип. Присутствует в упорном центре и конус инструментальный.

Планшайбы

Это деталь из металла, с пазами для саморезов. Устанавливается с помощью резьбы и болтов. Имеют разный диаметр, зубцы или дополнительные элементы.

Применяются в заточке кастрюль, чашек, и подобной продукции. Работа планируется так, что часть дерева, в которую врезаются шурпы, после обработки удаляется.

Дополнительные приспособления

При особо тонкой работе пригодятся железные крепёжные колечки. При должном опыте они изготавливаются вручную. Ещё есть винтовые вставки, они вкручиваются в отверстия заготовки.
Помимо этого, есть приспособления для специфической обработки:

  • С независимой регулировкой – для эксцентриковой обработки.
  • Цилиндрические – по окружности трубки находятся резьбовые держатели.
  • Тисочные – эксплуатация с прямоугольными заготовками.
  • Вакуумные – обрабатывает давлением воздуха из насоса. Применяется в чистовой обработке.
  • Сверлильные – фиксирует сверло.

Изготовление токарного патрона своими руками

Увы, дома сделать эту деталь невозможно. Здесь требуется специализированное оборудование.

Вакуумный патрон по дереву своими руками

Вам потребуются: резиновый шланг, подшипник по диаметру шланга пылесоса, пылесос, обычная планшайба, хомут, крепкая широкая доска, текстолит.

Из текстолита точится втулка – одна сторона равна диаметру подшипника, другая же шпинделю. Втулка прессуется в подшипник на клей. Затем подсоединяется к пылесосу шлангом, и скрепляется хомутом.

Из доски вырезают диск, приделывают на планшайбу и обтачивают. На верхней части для плотного контакта клеят тонкую резину. В середине делается отверстие для воздуха. Такой патрон имеет прижимную силу 30-60 кг.

Заключение

Техническая часть токарного ремесла может показаться сложной, особенно непосвящённому человеку. Прочтя нашу статью, вы разобрались, что такое патрон, для чего он нужен, чем отличается и как с ним начать работу.

Возможно, даже попробуете сделать своими руками. Удачи вам в вашем ремесле!

Токарные поводковые патроны: назначение, типы, гост, чертежи – Токарь

Токарные патроны для станка: основные виды и сфера применения

Патрон токарный кулачковый представляет собой необходимое комплектующее для токарного станка. От качества зажимного устройства зависит конечный результат работы.

В частности, если патрон не будет давать наибольшее усилие зажима, то деталь может просто вылететь с переднего конца шпинделя. Устройство отвечает за точность центрирования, влияет на то, будут ли точно перпендикулярными оси обработки.

Безусловно, к вопросу выбора комплектующего следует отнестись со всей серьезностью, так как оно определяет эффективность процедуры и качество получаемых деталей.

Общие понятия о токарных патронах

Токарные патроны подбираются в зависимости от технических характеристик устройства и шпинделя, в частности. Они представляют собой главные узлы оборудования. Механизм заключается в кулачковом эффекте. Размеры подбираются в зависимости от параметров уникальной заготовки.

Кулачки обеспечивают надежную фиксацию механизма. Из-за действия механической силы, которая обуславливает плотность крепления, происходит установка и закрепление. Заготовка фиксируется при помощи патрона.

Следует учитывать, что детали, которые требуется обрабатывать имеют различные размеры и диаметры.

Некачественный патрон не будет держаться максимально крепко, в результате сильного механического движения он может слететь, с ним и заготовка.

Патрон обеспечивает плавное передвижение крепления, при этом обрабатываемая деталь не будет смещаться относительно центра.

В самом простом понимании слова патрон представляет собой механизм, который отвечает за вращение заготовки, делает ее обработку эффективной и ровной.

Предназначение

Внутри рассматриваемого типа детали находится кулачковый механизм. Эта важная составляющая позволяет центрировать и зажимать заготовку.

Происходит это за счет сужения деталей кулачков, а потом зажатие их пинолем. Только после полного закрепления детали можно начинать работу токарного станка по дереву или по металлу.

Если процедуру не выполнить, то заготовка может не только выпасть или повредиться, но и нанеси вред мастеру.

Следует внимательно проверить качество крепления детали в патроне. Сначала специалисты включают токарный станок на небольшую мощность, смотрят, хорошо ли вращается механизм. Если после нескольких кругов все в порядке, то продолжат работу на более высоких мощностях.

По количеству кулачков в патроне

Кулачки отвечают за качество закрепления деталей. Они выполняются из качественного металла.

Двухкулачковые

Варианты закрепляют несимметричные детали, которые не подвергаются обработке. Но используются и для стандартизированных заготовок.

Трёхкулачковые

Оптимален для выработки шестигранных и округлых вариаций. Шунтирование происходит по трем бокам кулачков.

Четырёхкулачковые

4 х кулачковый патрон состоит из четверых узлов, которые функционируют независимо. Применяют для обработки прямоугольных и квадратных вариантов.

Кулачки патронов разделяют на прямые и обратные. Практически не влияет на результативность. Подбирается в зависимости от типа входа патрона.

  Токарный станок с ЧПУ 16К20Ф3: конструкция, работа, варианты

Прямые

Зажим происходит внешний. Кулачки располагаются сверху и хватаются за деталь.

Обратные

Происходит зажим изнутри, с внутренней стороны. Обрабатываемый предмет выбирается полый, так чтоб была возможность зацепиться.

По механизму фиксации заготовки

Механизм фиксации — важная характеристика, определяющая качество работы.

Сверлильные

Крепится детали в результате давления ключа. По принципу действия напоминает работу сверла, только в обратную сторону.

Термопатроны

Неординарный вид, который практически не используется в станках, произведенных в России. Для крепления производится нагревание отверстия, для вынимания тоже.

Гидропатроны

Механизм такой же, что и предыдущий, но используется не температура, а гидросфера. Жидкостная среда дополнительно гасит вибрации.

Поводковые

Зажатие детали происходит специальным поводком. Удобно только для обработки небольших поверхностей.

Самозажимные

Подобные варианты практичны. Конструкция включает в себя зажимы, которые плотно фиксируются на заготовке самостоятельно.

По типу исполнения

В Российской Федерации разновидности патронов по исполнению регулируются ГОСТом 2675 — 80.

Цельный

Выполняют из куска стали с параметрами от 500 МПа. Наиболее распространенный вид.

Сборный

Из стали выполняется рейка, на нее крепится кулачок. Последний выполняется из металла.

Накладной

Составные вариации, состоят из цветного металла, нержавеющей стали, черных металлов. Применяется для работы с масштабными проектами.

Классы точности патрона

Точность устройства определяется в ГОСТе 1654 86. Всего присутствует четыре ступени.

Класс Н

Нормальные показатели, усредненные.

Класс П

Повышенный класс, используется для выделки твердых производственных деталей.

Класс В

Высокая точность — применяется для обработки мелких вариаций.

Класс А

Особо высокая точность. Сфера применения — мелкие и твердые заготовки.

По материалу изготовления

Чугунные вариации дешевы и не обладают достойным качеством. Сталь дороже и показывает срок службы в 3-5 раз больший.

Чугун

Используется марка от СЧ 30. Минимальное число оборотов. Профессионалы предпочитают не использовать такие вариации ввиду малой эффективности.

Сталь

Конструкция выполняется из материала с показателем от 500 МПА. Максимальное число оборотов и функционал.

Конструкция патрона: схема и описание

Токарный патрон состоит из более чем десяти деталей. Эффективность и срок службы определяется качеством сборки и материалом изготовления комплекта деталей.

Ключ

Основной механизм, отвечающий за перемещение заготовки токарным станком. Он способствует креплению обрабатываемого предмета.

Пружина

Крепится к ключу. Отвечает за повороты последнего.

Втулка

Соединена с пружиной. Необходима для обеспечения свободного перемещения ключа по механизму.

Стопор

Соединен с втулкой и ключом. Является основной механизма, которая отвечает за безопасность. Стопор контролирует фиксацию заготовки и не дает ей отпасть.

Шестерня

Диск, при помощи которого происходит вращательное движение, приводится в действие шестерней.

Фланец

Является основанием токарного патрона. Соединяет механизмы между собой.

Диск спиральный

Соединяется с шестерней. Отвечает за получение вращения. Регулирует степень и скорость обработки.

Кулачок обратный

Механизм отвечает за крепление обрабатываемой детали изнутри.

Кулачок прямой

Прямая вариация необходима для закрепления предмета снаружи.

Корпус

Необходим для закрепления сторон. Обеспечивает защиту конструкции в общем узле оборудования.

Кулачки накладные

Способствуют налаживанию работы с заготовками нестандартной формы. Используется, когда требуется поместить вариант большого диаметра или меньшей, большей длины.

Самостоятельная сборка патрона по чертежам

Самостоятельная сборка не занимает много времени. Это достаточно простой процесс. Главное — понять механизм работы устройства. В крайнем случае можно заказать такое миниатюрное оборудование у профессионального токаря. Из имеющихся деталей он соберет любую вариацию. Стоят самодельные модели существенно дешевле заказанных на производстве.

Качество при этом может быть даже лучшее, чем у заводских.

Установка оправки

Оправа надевается первой. Установка детали дает возможность закрепить патрон.

Установка самого патрона на шпиндель

Происходит закрепление механизма. Нельзя пережимать или растачивать детали. На этапе происходит закрепление предварительно подготовленными подходящими по размеру болтами.

Закрепление

Проверив качество накрутки, производится окончательная сборка механизма. Болты прикручиваются при помощи ключа.

Закрепление заготовки

На самодельный патрон устанавливается инструментарий. Проводится после проверки сборки болтами.

Освобождение патрона

После вкручивания заготовки оправа больше не нужна. Ее аккуратно снимают.

Обязательно необходимо проверить работоспособность изготовленного самостоятельно механизма. Изделие помещается в токарный станок. Производится несколько плавных оборотов и проверяется четкость закрепления. Специалист оценивает уровень централизации, то двигаются ли предметы.

Самодельные патроны в обязательном порядке следует периодически обслуживать. Они полностью разбираются, внутри проводится чистка, а потом сушка на свежем воздухе. Смазывается обычным маслом. Если изделие собираются хранить, то делать это нужно по правилам. Загибают кулачки в центральную часть, дырка затыкается тряпкой плотно.

Такое хранение обеспечит целостность патрона, так как его нельзя будет повредить механически, пыль не будет оседать в отверстии конструкции оборудования. Перед применением старый патрон смазывается и работает до 10 минут на плавном медленном ходу.

Источник:

Токарные поводковые патроны назначение, типы, ГОСТ, чертежи | Строитель промышленник

При проведении операций осуществляемых с помощью токарных станков для фиксирования деталей и передачи вращательного движения от шпинделя применяется поводковый патрон, который через хомутик фиксируется на детали болтом.

Схема обработки заготовки

Рис № 1. Схема обработки детали. Обозначение компонентов устройства: 1- поводковый патрон; 2 – крепежный поводок-хомутик; 3 – фиксирующий болт; 4 –подвижной люнет; 5 – обрабатываемое изделие.

Токарные поводковые патроны, применяемые при токарных работах, производится в форме диска с четырьмя пазами и резьбовой втулкой имеющей одинаковые размеры со шпинделем передней бабки.

Во время использования прямого хомутика в патроне ставится передвижной штырь фиксирующийся гайкой в пазу элемента крепления. При проведении обработки заготовки штырь упирается в хвост хомутика.

Применяемые патроны должны подходить ГОСТ 2571-71, ГОСТ 13364-67, ГОСТ 1435-99 и ГОСТ 25557-2006 по всем установленным показателям.

Скачать ГОСТ 2571-71 «Патроны токарные поводковые»

Если в ходе операции точения с использованием токарного станка применяется выгнутый хомутик, то штырь не используется, из-за того, что хвост хомутика монтируется в паз фиксирующего элемента.

Чертеж № 2. Устройство поводкового патрона. Обозначение: важные элементы, составляющие элемент крепежа отделываемой заготовки.

Такая конструкция имеет детали которые выступают, что не исключают вероятность получения травмы специалистом, производящим обработку изделия. Для устранения возможности получения травмы применяется закрытый патрон, созданный в форме кожуха с приливом и нарезной втулкой похожей открытому элементу. Хомутик спрятан в середине кожуха, что обеспечивает безопасное выполнение работ.

Чертеж № 3. Конструкция поводкового патрона, сделанная с закрытым корпусом. Обозначение компонентов: 1- колпак с приливом; 2 – внешняя втулка; 3 – хомутик.

Применяются также элементы крепления, в которых не рассчитано применение хомутика.

В целях ускорения обработки изделий взамен хомутков используются передние центры, которые выполняют одновременно две операции: центровку заготовки и в виде поводка (Чертеж № 4).

При влиянии на изделие заднего центра рифленые насечки очень плотно прижимаются к сторонам детали и сообщают ей круговое движение. При точении пустотелых изделий применяются внешние, а при использовании валиков – внутренние рифленые центры.

Устройство цангового патрона – Цанговый патрон для фрезерного и токарного станка: виды, устройство, выбор

Токарные патроны для станка: основные виды и сфера применения

Цанга для фрезера – это элемент, без использования которого работа любого оборудования подобного назначения не представляется возможной.

Данное устройство, конструкция которого, кроме зажимных элементов, также включает в себя гайки и стопорные шайбы, отвечает за надежную фиксацию инструмента в процессе его работы.

Знать, какими конструктивными особенностями отличаются цанги для ручных фрезеров, надо для того, чтобы не только грамотно пользоваться такими устройствами, но и правильно выбирать их, когда в этом возникает необходимость.

Работа ручным фрезером начинается с установки фрезы в цанговый зажим инструмента

Что собой представляют цанги для ручных фрезеров

Часто цанги ошибочно путают с кулачковыми патронами, используемыми для решения аналогичных задач.

Их основное различие заключается в том, что кулачковый патрон является более универсальным зажимным устройством и, в отличие от цанг, может быть успешно использован для фиксации инструментов с хвостовиками различного диаметра.

В цангах же, предназначенных для хвостовика определенного диаметра, фиксировать инструмент с хвостовиком другого размера нельзя. Именно поэтому из набора цанг следует выбирать именно те, которые точно соответствуют диаметру хвостовика применяемого инструмента.

Цанговый зажимной патрон

https://www.youtube.com/watch?v=peINX884wZo

Гайки цанг, предназначенных для инструментов с хвостовиками различного диаметра, ничем не отличаются между собой, различия таких устройств заключаются в разных размерах их зажимных элементов.

В связи с этим одну гайку, из которой цанга извлекается достаточно легко, можно применять в комплекте с зажимными элементами для хвостовиков различного диаметра, но намного удобнее и практичнее, когда в наборе каждая из цанг для фрезера находится в комплекте со своей гайкой.

Как правильно выбрать набор цанговых зажимов

При приобретении набора цанговых зажимов для ручного фрезера можно столкнуться с тем, что цанги будут не совсем качественными. Кроме того, они могут не совпадать с диаметрами хвостовиков инструментов, для фиксации которых предназначены.

Такие ситуации, к сожалению, не являются большой редкостью и особенно характерны для тех случаев, когда приобретается дешевый набор или продукция от малоизвестных производителей.

Выходом из таких ситуаций чаще всего становится только приобретение нового набора цанг для фрезера.

Цанговый патрон должен соответствовать шпинделю фрезера, а цанга – этому патрону. Цанги часто имеют различный угол схождения конусов и подходят только к «своей» зажимной гайке

Чтобы не столкнуться с проблемой приобретения для фрезера цанг несоответствующего качества и неподходящего размера, лучше останавливать свой выбор на продукции проверенных производителей. Если такой возможности нет, надо внимательно проверять цанги, входящие в набор, на их соответствие требуемому качеству и стандартным размерам инструмента для фрезера.

Назначение и виды цанговых патронов

Цанги, выступающие в роли зажимных элементов, обеспечивают фиксацию не только инструментов для фрезера, но и заготовок, которые подвергаются обработке. В патронах, оснащенных цангами, в частности, одинаково успешно могут фиксироваться заготовки, подвергаемые как черновой, так и чистовой обработке.

По своему конструктивному исполнению цанговые патроны делятся на несколько основных типов:

  • втягиваемые;
  • выдвижные;
  • оснащенные неподвижными цангами.

Конструкция патронов с выдвижной и втягиваемой цангами

По назначению цанговые патроны могут относиться к подающим и зажимным. Первые представляют собой втулку из закаленной стали, на боковой поверхности которой выполнено три неполных разреза, формирующих пружинящие зажимные лепестки.

Размеры внутреннего отверстия такого устройства, чтобы оно было в состоянии обеспечивать надежную фиксацию, должны строго соответствовать геометрическим параметрам обрабатываемой заготовки.

Патрон данного типа используется в комплекте с подающей трубой (навинчивается на ее резьбовой конец). Чтобы заготовка, которая располагается в такой трубе, получила осевое перемещение, используется кулачковый механизм или гидромеханический привод.

Работает такое устройство по принципу всем известного цангового карандаша, через разжимающиеся и сжимающиеся лепестки которого перемещается грифельный стержень.

Цанговый патрон зажимного типа, в отличие от подающих устройств, используется только для обеспечения надежной фиксации заготовки в процессе ее обработки. Хотя внешне он очень похож на устройство подающего типа, работает он по совершенно другому принципу.

Сферы применения цанговых патронов

Основным конструктивным элементом патрона с цангой зажимного типа является втулка с пружинящими лепестками, количество которых может быть различным.

Так, для зажима заготовок, диаметр которых не превышает 3 мм, используются патроны с тремя лепестками, при выполнении обработки деталей диаметром до 80 мм – с четырьмя лепестками, свыше 80 мм – шестью. Для обработки деталей очень незначительного диаметра используют зажимные патроны, цанги в которых разводятся при помощи специальных пружин.

Кроме того, существуют модели цанговых зажимных патронов, которые оснащаются сменными вкладышами различного размера, выбираемыми в зависимости от геометрических параметров обрабатываемой заготовки.

Зажимные цанги используются не только для фиксации обрабатываемых заготовок, но и для крепления в них используемого инструмента, в качестве которого может выступать фреза, сверло или метчик.

Хвостовик инструмента фиксируется зажимными элементами сменной цанги, которая удерживается во внутренней части патрона специальной гайкой.

Работает такое устройство по следующему принципу: при накручивании гайки на цанговый зажим, который выполнен в форме обратного конуса, данный элемент втягивается в отверстие в патроне, тем самым обеспечивая плотное и надежное обжатие установленного в нем хвостовика инструмента.

Набор цанг с гайкой и стопорным кольцом для фрезера Sparky

Среди достоинств цанговых патронов для фрезера, которые и сделали их очень популярными и востребованными на современном рынке, следует выделить следующие:

  • простота конструкции;
  • удобство применения;
  • высокая надежность фиксации обрабатываемых заготовок и хвостовика инструмента.

Кроме того, цанговые патроны обеспечивают минимальное биение как инструмента, так и заготовок, которые в них фиксируются. Объясняется это тем, что тела вращения, установленные в таком патроне, отлично центрируются. Удобство и простота его использования обеспечиваются еще и тем, что для приведения его в действие не надо применять специальный ключ и другие дополнительные приспособления.

Если говорить о наиболее популярных типах подобных устройств, то таковыми являются цанги для фрезера категории ER. Их можно узнать по нанесенной на них соответствующей маркировке.

Патрон с цангой ER20 для фрез с диаметром хвостовика 8 мм

Конечно, как и у любого технического устройства, есть у цанговых патронов и недостатки. К наиболее значимым следует отнести то, что диаметр заготовки или хвостовика инструмента для фрезера напрямую зависят от рабочего диаметра самой цанги. Таким образом, для инструментов и заготовок разных диаметров необходимо подбирать и цанги различных размеров.

Одной из наиболее примечательных сфер применения зажимных патронов цангового типа является оснащение автоматов продольного точения, где с их помощью осуществляется фиксация обрабатываемой заготовки. На таких автоматах, как правило, выполняют обработку заготовок не слишком значительного диаметра, что и дает возможность использовать для их фиксации зажимные устройства цангового типа.

Между тем цанговые зажимы, используемые для оснащения таких автоматов, отличаются по своей конструкции от цанговых патронов, применяемых на токарном оборудовании. Автоматы продольного точения часто оснащаются цангами двух типов, одни из которых, как говорилось выше, используются для фиксации обрабатываемой заготовки, а вторые – для закрепления хвостовика используемого инструмента.

Применение цанговых патронов в оснащении такого оборудования позволяет повысить производительность выполняемой на нем обработки, а также увеличить ее точность.

Оценка статьи:

Патрон токарный

Токарные патроны для станка: основные виды и сфера применения

Токарный патрон – это основной элемент оснастки токарного станка, зажимное устройство обеспечивающее фиксацию заготовок на шпинделе. Применение патронов позволяет производить обработку на высоких скоростях вращения, обеспечивает точность установки и необходимое усилие зажима.

Данный элемент оснастки изготавливается из прочных марок чугуна или закаленной инструментальной стали, имеет различные варианты исполнения, обеспечивающие широкие возможности обработки деталей различной конфигурации.

Назначение и основные параметры

Токарный патрон является одним из основных элементов техоснастки и необходим для надежного крепления заготовок различного размера и формы на шпиндель.

Высокая точность зажима обеспечивает центрование и перпендикулярность поверхности оси обработки.

Патрон необходим для проведения практически всех токарных операций, входит в обязательный комплект оснастки металлообрабатывающих ручных, полуавтоматических и автоматических станков. 

Данный тип зажима устанавливается на переднюю бабку станка. Передача вращения осуществляется от электромотора через коробку передач и раздаточную коробку. Для обеспечения производства деталей необходимо несколько токарных патронов, которые подбираются с учетом основных эксплуатационных и технических параметров:

  • Вариант исполнения и количество кулачков (зажимных элементов) – определяет возможность фиксации того или иного типа заготовок, расположение кулачков, возможность установки нескольких заготовок.
  • Рабочий диаметр патрона. Это наружный размер, диаметр присоединительного пояска, а также расположение и параметры крепежных отверстий.
  • Параметры заготовки. Необходимо учесть наибольший и наименьший диаметры, учесть способ крепления – наружный или внутренний через обратные кулачки. Также необходимо учесть и допустимую массу детали.
  • Диаметр отверстия в корпусе патрона. Необходим при обработке длинного прутка.
  • Максимальное значение частот вращения.

Основные варианты конструкции 

Токарные патроны изготавливаются из прочного чугуна маркой не менее СЧ-30 или инструментальных марок стали прочностью не менее 500 МПа.

Существуют различные варианты конструкции токарных патронов, остановимся на наиболее часто используемых в современном производстве:

  • Патрон рычажный. Зажим происходит благодаря смещению кулачков с зажимами благодаря действию двухплечевого рычага. Основной характеристикой является количество кулачков и степень смещения на рабочем диске. К недостаткам можно отнести сложность настройки, особенно при проведении нетиповых операций. Кулачки могут настраиваться путем одновременного смещения посредством ключа или отдельной регулировкой каждого зажима. Данный тип оснастки, как правило, применяется для черновой или получистовой обработки.
  •  Клиновые токарные патроны – это усовершенствованный вариант конструкции рычажного зажима. Высокую точность фиксации обеспечивает наличие собственного механического или пневмопривода для каждого кулачка. Имеет возможность фиксации заготовки со смещением относительно центра вращения, что позволяет производить обработку деталей сложной конфигурации. 
  • Мембранные токарные патроны. Обеспечивают наиболее высокую точность фиксации благодаря мембранам из упругого материала. Заготовка фиксируется путем отключения гидропривода, что приводит к расширению мембраны. Характерными особенностями конструкции является большое количество зажимов при сравнительно низком усилии сжатия. Поэтому основной сферой применения данного типа оснастки является чистовая обработка деталей на малых скоростях вращения.

Виды и классификация токарных патронов

Одним из основных параметров классификации патронов, определяющим возможности обработки тех или иных заготовок, является количество и конструкция кулачков. По количеству зажимов патроны подразделяются на:

  • Двухкулачковые патроны. Оптимальны для зажима заготовок небольшого размера несимметричной формы – поковок, арматуры и т. д.
  • Трёхкулачковые патроны самоцентрирующиеся. Используются для крепления заготовок круглой и шестигранной форм. Обеспечивает возможность быстрой центровки и фиксации.
  • Четырехкулачковые патроны с независимой фиксацией зажимов. Данный тип оснастки применяется для установки заготовок прямоугольной и нессиметричной формы, квадратных прутков. 
  • Шестикулачковые патроны самоцентрирующиеся. Оптимальны для работы с тонкостенными деталями благодаря минимальному усилию смятия. Шесть кулачков обеспечивают равномерное распределение усилий сжатия. 

По типу зажима кулачков патроны подразделяются на прямые и обратные. Первые обеспечивают зажим по наружной поверхности, обратные – по внутреннему отверстию. Применение обратных кулачков позволяет обработать всю поверхность детали.

По классу точности данный тип оснастки подразделяется на 5 ступеней:

  • Н – нормальная;
  • П – повышенная;
  • В – высокая;
  • А – особо высокая.

Основные размеры и обозначения

Если взять наиболее распространенные трехкулачковые патроны (ГОСТ 2675-80) то действующим стандартом предусмотрено десять типоразмеров определяемых общим диаметром оснастки: 80, 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500 и 630 мм (см. табл. 1)

В зависимости от способа установки на шпиндель оснастка подразделяется на три типа:

  • С пояском и фиксацией посредством вспомогательного фланца (Тип 1);
  • С фиксацией через фланец на конце шпинделя под поворотную шайбу (Тип 2);
  • С фиксацией через фланец на конце шпинделя (Тип 3).

Существует единая система обозначений основных параметров патрона состоящая из 8 цифр и буквы указывающей класс точности оснастки. Воспользовавшись таблицей в  ГОСТ 2675—80 по маркировке изделия можно определить:

  • Количество зажимов;
  • Диаметр изделия;
  • Основные размеры;
  • Тип крепления оснастки на шпиндель;
  • Исполнение зажимов;
  • Класс точности.

Так, например Патрон 7100—0032—П ГОСТ 2675—80 обозначает второй тип, диаметр 200 мм, монтаж на шпиндель с 5 условным размером, сборные кулачки и повышенный класс точности (П).

Действующие ГОСТы 

Регулирует параметры токарных патронов ГОСТ 1654-86. В нём регламентируются технические условия патронов общего назначения. Также действует множество других стандартов. Так, самоцентрирующиеся 3-кулачковые патроны регулируются ГОСТ 2675-80. На двухкулачковые зажимы с самостоятельной центровкой действует ГОСТ 14903-69. 

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.