Все о патронах для токарных станков

Быстрое развитие металлообрабатывающей промышленности было бы невозможно без совершенствования станков. Они определяют скорость шлифования, форму и качество.

Токарный патрон прочно удерживает заготовку, обеспечивает требуемое усилие зажима и точность центрирования. В этой статье рассматриваются основные нюансы, касающиеся выбора.

Это изделие применяется на станках общего и специального назначения для закрепления заготовки на шпинделе. Это обеспечивает прочную фиксацию и высокое усилие зажима при большом крутящем моменте.

На современном рынке представлено огромное количество патронов для токарных станков: поводковый, пневматический, мембранный, гидравлический. Все они классифицируются по следующим четырем признакам.

В соответствии с этими параметрами токарные патроны делятся на несколько типов.

1. Направляющий патрон. Такие изделия являются самыми простыми и применяются для обработки центра. Если боковые стороны необходимо заточить, выбирайте варианты с зазубринами или штифтами.

2. Самоцентрирующийся спиральный.

3. Рычажный. Этот тип характеризуется наличием соединительной тяги, приводимой в действие гидравлическим приводом. Изделие может похвастаться повышенным спросом на небольших производствах.

4. Клинореечный. Он напоминает рычажной, но отличается более высокой точностью центрирования.

5. Цанговый. Такой агрегат может фиксировать образцы только в виде стержней небольшого диаметра. Несмотря на пониженную универсальность, он популярен благодаря малому радиальному биению, что положительно сказывается на качестве.

6. Сверлильный — для соединения сверла со станком.

7. Термопатрон. Он используется на тех же станках, что и цанговый, но требует горячей посадки.

8. Альтернативой цанговому устройству является гидравлический пневмопатрон. Токарные патроны зажимают инструмент под действием давления рабочей жидкости, поэтому для надежного зажима инструмента необходимо прилагать меньшее усилие.

Подробнее рассмотрим строение и особенности некоторых из популярных разновидностей.

Важную роль играет металлическая втулка, разделенная на три, четыре или шесть долей. Их количество определяет максимальный диаметр закрепляемого изделия.

По конструкции их можно разделить на две разновидности: подающие цанги и зажимные цанги. Они состоят из закаленной стальной втулки с тремя неперфорированными вырезами, концы которых прижимаются друг к другу, образуя лепесток. Цанги выталкивателя подпружинены, их количество варьируется от модели к модели.

По мере продвижения цанги в патроне паз сужается, увеличивается захват фиксатора и заготовки.

Центральное место в конструкции этого устройства занимает двуплечий рычаг, который приводит в движение держатели и зажимы. Каждый из них имеет разное количество кулачков. Эта особенность позволяет обрабатывать детали со сложной геометрией. Патрон на токарных станках требует больше времени на вспомогательные работы, что снижает производительность. Тем не менее это подходящий инструмент для единичного производства на небольших заводах.

Этот тип станка может быть отрегулирован с помощью гаечного ключа (который одновременно перемещает кулачки). Положение каждой детали также может быть отрегулировано самостоятельно.

Клиновой патрон для токарных станков является более развитой версией конструкции рычажного типа. Для регулировки положения зажимов используются несколько независимых приводов. Вследствие этого можно зажимать заготовки со сложной геометрией и вращать в любом направлении. Помимо прочего:

1. можно обрабатывать изделия с малой погрешностью и точными формами;

2. к каждому кулачку прикладывается равномерное усилие;

3. качественная фиксация на высоких скоростях.

Наибольшим спросом пользуются нижеописанные изделия.

1. Двухкулачковые. Такие патроны имеют два цилиндра, с одной стороны, с винтом между кулачками или механической трансмиссией. Если зазор смещен в сторону заготовки, центральная ось тоже будет смещена.

2. Трехкулачковые. Они приводятся в движение с помощью зубчатого привода, позволяют быстро закрепить детали без трудоемкой переналадки. Центрирование осуществляется с помощью конических или цилиндрических заплечиков.

3. Четырехкулачковый. Он крепится винтами и является полностью автономными, их оси находятся в плоскости диска. Этот тип токарного патрона требует тщательного центрирования.

4. Шестикулачковые. У таких патронов низкая сила дробления, а сила сжатия распределена равномерно. Имеются два типа кулачков: встроенные и собранные кулачки. Они не очень популярны, и купить вы их сможете, только предварительно заказав.

Кулачок патрона делится на кулачок прямого хода и кулачок обратного хода. Это почти не оказывает существенного влияния на производительность.

Это, пожалуй, самая популярная конструкция. Работа механизма заключается в перемещении кулачка и зажима с помощью двуплечего рычага.

Всего существует 4 класса точности:

• h – нормальная точность;

• п – повышенная;

• b – высокая;

• a – особо высокая точность.

В зависимости от применения можно выбрать материал корпуса кулачкового патрона:

• чугун ≥ sc30;

• сталь ≥ 500 МПа;

• цветные металлы.

Всего существует 10 стандартных размеров патронов для токарных станков: 8, 10, 12, 16, 20, 25, 31.5, 40, 50 и 63 см.

На современном рынке большой популярностью пользуются немецкий Rohm и польский Bison-Bial, которые также имеют заводы по производству технического оборудования, инструментов и станочных узлов. Хотя они очень дороги, производство чего-либо без токарных патронов теперь просто немыслимо.

Неправильная конструкция может привести к увеличению количества бракованных изделий и поломкам машин. Согласно ГОСТу при соединении должны учитываться следующие пункты.

• Вид крепления на валу шпинделя. Для крепления можно использовать центрирующие ленты, фланцы, кулачковые зажимы и поворотные шайбы.

• Существует ограничение по частоте. Учитывайте максимальную скорость, на которой будет работать патрон токарного станка.

• Количество кулачков, тип кулачка (накладной или комбинированный), твердость и способ зажима, тип перемещения — все это определяет работоспособность зажима и время, необходимое для его перенастройки.

Заранее продумайте, как изделие будет закрепляться на станке, и, если нужно, изготовьте или купите резьбовую втулку. После этого можете продолжить.

1. На имеющейся пластине наметьте окружность и две оси, проходящие через ее центр и пересекающиеся под углом 90 градусов.

2. Вырежьте лобзиком лицевую панель по метке, и хорошо отшлифуйте ее.

3. Вдоль полученной оси вырезаются пазы в нескольких сантиметрах от центра и в двух-трех сантиметрах от края.

4. Распилите угол на четыре равные части, и просверлите отверстие в каждой стороне сверлом одного размера.

5. Нарежьте резьбу M8 во второй угловой планке, и вкрутите болт.

6. Установите резьбовую втулку для монтажа на вал.

7. Закрепите кронштейн на лицевой панели с помощью болтов и шайб.

8. Последним шагом патрон устанавливается на токарный станок.

Для закрепления заготовки в этом самодельном патроне угол перемещается и фиксируется затягиванием гайки, и, наконец, заготовка зажимается винтом, вкрученным в резьбу.

На станке могут быть установлены резьбовые или фланцевые патроны, всё зависит от его размеров. Первый тип можно использовать на мини-станках. Резьбовой патрон не очень тяжелый, поэтому сборка не является проблемой, просто выровняйте резьбовые части, и свинтите их вместе. Это может сделать один человек без использования инструментов.

Фланцевый вариант патрона может весить более 20 кг. Самым популярным типом является поворотная шайба, установленная под шпинделем.

Установка производится в несколько этапов.

1. Сначала проверьте состояние патрона и шпинделя, и устраните все неисправности. Биение шпинделя должно быть не более 3 мк.

2. Машина ставится на нейтральную скорость. Далее устанавливается патрон на монтажное основание. Теперь надо отцентровать патрон.

3. Установите суппорт к шпинделю на расстоянии примерно 1 см, совместив шпильки с отверстиями во фланце. Затем задняя бабка подается в патрон, направляющая проходит по всей длине между кулачками, затем зажимается.

4. Следующим шагом патрон насаживается на шпиндель (штифт вставляется в отверстие фланца) и выдвигается пиноль – подвижная втулка бабки.

5. Затем кулачок разжимается, задняя бабка втягивается, и гайки затягиваются. По окончании работы проверьте биение торца.

Далее рассмотрим, как извлечь патрон автоматического станка по дереву.

1. Заранее сняв кулачок, выставите направляющую как можно дальше вперед относительно патрона. Закрепите заднюю бабку.

2. Затем гайки, удерживающие патрон на месте, снимаются одна за другой. Для этого необходимо установить рычаг редуктора на минимальное вращение, чтобы предотвратить изменение положения патрона.

3. После ослабления первой гайки поверните рычаг на высокую скорость, и поверните патрон в нужное положение.

4. Втяните пиноль, и медленно отсоедините патрон от фланца шпинделя.

5. Если патрон весит довольно много, его необходимо поставить на какую-либо опору, затем освободить кулачок, и вынуть направляющую из гнезда. Вот и всё, работа закончена.

Правильное использование токарного станка подразумевает следующее.

• Регулярная очистка оборудования и регулярное удаление стружки помогут свести к минимуму простои, поломки и брак при токарной обработке. Если техническое обслуживание не проводится систематически, количество поломок оборудования может резко возрасти, долговечность может снизиться, а производственные затраты увеличиться.

• Во избежание выхода из строя оборудования, следует регулярно проверять состояние режущих кромок и спинок рабочих инструментов, своевременно затачивать или заменять затупившиеся инструменты.

• Все нужные компоненты, такие как масло, охлаждающая жидкость, инструменты, принадлежности токарного станка и крепежи, должны быть соответствующего качества и указанной марки.

• Замена неисправных деталей и инструментов, устранение простых неисправностей.