Цанговый патрон для сверлильного станка

Зажимно́й патро́н (тока́рный патро́н, сверли́льный патро́н, ца́нговый патро́н) — специальное устройство для крепления деталей или инструмента на оси шпинделя.

Содержание

Токарный патрон [ править | править код ]

Цанговый патрон для сверлильного станка

Цанговый патрон для сверлильного станка

Обычно используется в составе передней бабки (шпинделя) токарного станка для зажима обрабатываемой детали. Иногда используется в составе поворотных столов и делительных головок.

Различают самоцентрирующиеся патроны (для установки осесимметричных деталей) и патроны с независимыми кулачками (для несимметричных деталей).

На оси шпинделя патрон может крепиться:

  • тип 1 — с цилиндрическим центрирующим пояском и с креплением через промежуточный фланец (в простонародье «планшайба»);
  • тип 2 — с креплением непосредственно на фланцевые концы шпинделей под поворотную шайбу по ГОСТ 12593 (конус);
  • тип 3 — с креплением непосредственно на фланцевые концы шпинделей по ГОСТ 12595 (конус, сквозное крепление).

Патрон имеет три гнезда для ключа, однако для работы используется всегда один, помеченный «0». Обычно, если нулевое гнездо расположить сверху, то внизу будет 1-й кулачок (или 3-й в некоторых импортных патронах). Номер кулачков обычно помечен на их нерабочей части, так же его можно узнать, первый имеет самую близкую к центру гребёнку, второй — на шаг дальше и т. д.

По количеству кулачков подразделяются на:

  • двухкулачковые;
  • трехкулачковые;
  • четырёхкулачковые.

Цанговый патрон [ править | править код ]

Цанговый патрон для ручной дрели

Цанговый патрон для сверлильного станка

Цанговый патрон для сверлильного станка

Цанговый патрон для сверлильного станка

Цанговые патроны применяют главным образом для закрепления холоднотянутого прутка или для повторного зажима заготовок по предварительно обработанной поверхности. По конструкции различают патроны с втягиваемой, выдвижной, и неподвижной цангами. По назначению цанги делятся на подающие и зажимные.

Подающая цанга представляет собой стальную закалённую втулку, имеющую три неполных разреза, образующих пружинящие лепестки, концы которых поджаты друг к другу. Форма и размеры отверстия подающей цанги должны соответствовать профилю прутка. Подающая цанга навинчивается на подающую трубу, которая получает осевое перемещение и осуществляет подачу расположенного в ней прутка от кулачкового механизма или от гидромеханического привода. При загрузке станка пруток проталкивается между лепестками подающей цанги и раздвигает их. Лепестки прижимаются силой своей упругости к поверхности прутка. При перемещении подающей трубы лепестки подающей цанги под действием сил трения сжимаются и увеличивают силу сцепления при подаче прутка.

Зажимная цельная цанга выполняется в виде втулки с пружинящими лепестками. Цанга с тремя лепестками применяется при обработке заготовок диаметром до 3 мм, с четырьмя — диаметром до 80 мм, и с шестью — диаметром свыше 80 мм. Угол при вершине конуса цанги обычно равен 30 градусам. Для обработки заготовок малого диаметра применяют зажимные разъемные цанги, у которых кулачки разводятся пружинами. В некоторых случаях применяют разъемные цанги со сменными вкладышами, форма и размеры которых зависят от формы и размеров обрабатываемого прутка.

Цанговый патрон также служит для крепления концевого режущего инструмента (сверла, фрезы, метчики) с небольшим диаметром хвостовика. Инструмент в таком патроне фиксируется в сменной цанге, которая, в свою очередь, фиксируется в патроне гайкой. При закручивании гайки цанга вдавливается внутрь патрона и, за счёт своей формы, упруго деформируется, обжимая инструмент.

Недостатком такого патрона является то, что для инструмента с различным диаметром хвостовиков требуются разные цанги. Несмотря на это, цанговый патрон получил очень широкое распространение благодаря своей простоте и надежности. Наиболее широко распространены патроны с цангами типа ER.

В автоматах продольного точения цанговый патрон служит по существу вместо токарного, то есть в него зажимается обрабатываемая деталь. Причина такого решения заключается в малом диаметре обрабатываемых деталей. Цанги для автоматов продольного точения существенно отличаются по конструкции от обычных цанг. При этом на таком станке наряду со специальными цангами для зажима детали могут использовать стандартные для зажима инструменты.

Существует Безостановочный цанговый патрон (патрон Батроханова) — Преимущества патрона в том:переустановка деталей занимает несколько секунд.Замену деталей можно производить даже при вращающемся шпинделе станка, сохраняется постоянно высокая точность установки детали. [1]

Сверлильные патроны используются для выполнения сверления не только ручным инструментом – дрелью, перфоратором или шуруповёртом. Патроны для сверлильного станка имеют российские и европейские стандарты. Приспособления должны соответствовать по жёсткости крепления, радиальному биению типоразмеру, необходимому для проведения сверления в зависимости от толщины сверла и плотности материала. Чем жёстче обрабатываемый материал, тем больше нагрузка на сверло. Неправильно подобранный патрон может повлечь поломку сверла.

Цанговый патрон для сверлильного станка

Делятся патроны на две больших группы по методу крепления на станке:

  • при помощи конуса, соответствующего крепёжному отверстию в станке для конусных креплений;
  • резьбовое соединение со станком.

Такие особенности подразумевают и различия их внутреннего строения. Внешний конус Морзе, значит и внутри будет конусное строение. По размеру внутреннего конуса Морзе самозажимной патрон должен соответствовать стандартам в нормативных документах. Маркировка имеет указания на ГОСТ, в соответствии с которым изготовлен патрон. Основные параметры заложены в документ 79 года, последующие могут иметь небольшие отклонения по допускам радиального биения и нижней границе зажима сверла.

Читать также:  Токарно сверлильный станок с чпу

Выбор их определяется от необходимости выполнения различных видов отверстий, удобства в работе с быстрой сменой инструмента или самого держателя. Типы размеров по возможности зажима от наименьшего до большего диаметра сверла, конус Морзе, наличие в конструкции фиксирующего и стопорного колец или ключа для каждого типоразмера регламентируется ГОСТ 8522-79.

Конструкция может быть:

  • с ключом;
  • зажимной гайкой;
  • фиксирующим кольцом для гайки или без него.

Нормативные документы никак не ограничивают доработку и усовершенствование внешних форм, главное, чтобы основные параметры соответствовали, это позволяет при подборе сверла или сменной втулки достичь максимально точного крепления сверлильного инструмента. Только так удаётся не нарушать допустимого радиального биения. Несоответствие конуса сверла и патрона приведёт к увеличению погрешности, что плохо скажется на конечном результате работы.

Цанговый патрон для сверлильного станка

Сверлильные патроны могут быть:

  • самозажимными (быстрозажимными);
  • прецизионными;
  • трехкулачковыми;
  • быстросменными.

Классификация

  1. Быстросменный сверлильный патрон используется со сменной втулкой для свёрл с коническим хвостовиком;
  2. Предохранительный патрон для нарезания резьбы в глухих и сквозных отверстиях имеет более сложное строение. Состоит он из кулачков муфты, ведомых полумуфт, основной кулачковой муфты, пружины и регулировочной гайки. Используется он как держатель для меитчиков.
  3. Цанговый сверлильный патрон состоит из хвостовика, соединённого с цилиндрической частью. Между зажимом и хвостовиком внутри патрона находится разрезная втулка.
  4. Двухкулачковый сверлильный патрон зажимает сверло благодаря внутренним зацепам в верхней части патрона, фиксируемым пружиной. Чем и объясняется его особенность применения для тонких свёрл и использования при небольших нагрузках на сверло.

Цанговый патрон для сверлильного станка

Только сверлильные патроны с ключом, имеющие конус Морзе имеют соответствующие требования по ГОСТ 8522-79, встретив указание на гост соответствие по размеру используемых при данном размере конуса Морзе можно определить по таблице. Быстрозажимной не имеет конуса, но в отличие от своего собрата с ключом имеет внутреннюю резьбу, диапазон которой обязательно указывается в маркировке.

Трёхкулачковый

Маркировка чаще всего выглядит так (на изделиях российских производителей):

  • ПСК 3-16 говорит о диапазоне диаметров сверл в мм;
  • КМ В12; В16; В18 – что указывает на конус Морзе соединительного отверстия;
  • ГОСТ 8522-79 – такое обозначение в маркировке однозначно указывает на соответствие по всем параметрам в таблице, составленной в 79 году.

Скачать ГОСТ 8522-79 «Патроны сверлильные трехкулачковые»

Маркировка на быстрозажимной имеет только указание на размер внутренней резьбы и диапазон диаметров зажимаемых свёрл.

Трёхкулачковый патрон для сверлильного станка, с фиксацией сверла ключом, соответствует не только ГОСТ 8522-79, но его конус Морзе отвечает стандартам СЭВ 148-75. Что делает сверлильные патроны, выпущенные в России в соответствии с ГОСТ 8522-79, пригодными для сверлильного станка зарубежных производителей, работающих по международным стандартам.

Размеры по ГОСТ 8522-79 – это строгое указание по соответствию типоразмера по диапазону зажима и допустимому радиальному биению. В то же время соответствие основным параметрам не является указанием на определённую конструкцию. Выглядеть сверлильные патроны могут по-разному:

  • по форме и длине рабочей части;
  • наличию или отсутствию пластикового, предохраняющего корпуса;
  • методу крепления основных частей патрона между собой,
  • цвету сплава.

Конус Морзе изменяется в большую сторону с возрастанием номера типоразмера. Вместе с размером изменяются допуски радиального биения.

Например, конус Морзе В16 имеют сверлильные патроны 10 и 13 типоразмеров. Эти цифры соответствуют верхнему параметру зажима сверла, нижний устанавливается ГОСТ 8522-79. С конусом Морзе В18 изготавливается патрон № 16 по этой же таблице. Его минимальный зажим 3 мм, максимальный – 16 мм.

Быстрозажимной патрон необходимо подбирать в соответствии с размерами крепёжного отверстия и резьбы станка. Ключевые патроны, благодаря конусу Морзе, имеют преимущество. Конусные переходники позволяют устанавливать на станок патроны с меньшим или большим конусом Морзе, расширяя возможности станка.

Наиболее выносливый быстрозажимной патрон, но он же и самый дорогой – это прецизионный быстросменный патрон. Он идеален для станка, работающего на больших оборотах. Конусные хвостовики делают прецизионный быстрозажимной патрон универсальным.

Схема работы с быстросменным держателем

Смена режущего инструмента может производиться без остановки вращения шпинделя. Патрон имеет конус отверстия, соответствующий конусности хвостовика. Инструмент вставляется вместе со сменной втулкой, на ней есть 2 паза, а внутри корпуса быстросменный сверлильный патрон имеет 2 шарика и углубления для них. Совмещение пазов на сменной втулке с шариками обеспечивает надёжность зажима инструмента в держателе.

Цанговый патрон для сверлильного станка

Крепления фиксируются наружным зажимным кольцом. При смене сверла кольцо поднимается до упора вверх, открывая пазы, куда при вытаскивании втулки вдавливаются фиксирующие шарообразные крепления. Вставка втулки также происходит при поднятом внешнем кольце. При опускании его шарики совмещаются с пазами втулки и вдавливаются внутрь.

Чтобы во время работы не произошло самопроизвольного высвобождения инструмента, быстросменный сверлильный патрон оснащён стопорным кольцом. От шпинделя сверлу передаётся вращение посредством конуса хвостовика на втулку, надёжно удерживаемую шариками в корпусе. Такое устройство сверления с вертикальной подачей. Для горизонтального сверлильного станка кольцо фиксации шариков оснащено пружинами, закрывающими отверстия в корпусе, предотвращающими западание их внутрь отверстий, что привело бы к периодическому высвобождению втулки с разных сторон.

Чтобы работа происходила быстрее, перед её началом происходит подготовка свёрл. Они закрепляются в сменных втулках, соответствующих внутреннему размеру патрона и раскладываются по порядку использования. При сверлении отверстий большого диаметра применяется двухкулачковый быстросменный сверлильный патрон. Принцип работы с ним тот же, но трёхкулачковый быстрозажимной, имеет (по ГОСТ) меньшие возможности по максимальному размеру зажима.

Читать также:  Что можно сделать с помощью клеевого пистолета

Патрон сверлильный самозажимной, так же как и быстрозажимной, соответствует ГОСТ по соответствию конуса Морзе с диапазоном зажима. Тем более, что быстрозажимными могут называться обе категории патронов, но к самозажимным относятся только те, которые фиксируют сверло при помощи гайки на корпусе, без задействования ключа. В16 и В18 являются наиболее часто используемыми конусами для всех видов безрезьбовых патронов. Разную степень биения имеет патрон сверлильный самозажимной. С повышением конуса Морзе, увеличивается его допустимое значение, не зависимо от точности самого станка.

Разборка и сборка патронов

Бывают случаи, когда для нормального продолжения службы патрона ему необходима детальная чистка. Разобрать можно практически любой, а собрать обратно — нет. Быстрозажимной часто имеет кожух, под которым скрыты его составляющие. В этом случае разобрать или применить поверхностную чистку деталей придётся определить, сняв пластиковый кожух.

Чаще всего разобрать можно при помощи грубой физической силы, зажав его в тисках и постукивая молоточком по тыльной стороне. Тот способ применим для сборных конструкций, детали которых сделаны из толстого металла, но не из единого куска метала.

Разобрать кулачковый быстрозажимной, где венец с обоймой составляют монолит, при помощи одной только силы не удастся. Ввиду его конструкции может понадобиться нагревающий инструмент. Например, строительный фен способный дать металлу нагрев до 250 ⁰ C. прежде чем вставить патрон вращающимся кольцом в тиски, необходимо спрятать его кулачки внутрь. Нагрев вращающегося кольца необходимо производить снаружи, охлаждая его изнутри при помощи хлопчатого материала вставленного внутрь, который в процессе нагревания детали периодически поливается холодной водой.

После достаточной температуры нагрева можно выбить основу из кольца, которое так и останется в тисках. При сборке также потребуется нагревание детали.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Цанговый патрон для сверлильного станкаСверлильный патрон для станка или для обычной электродрели является обязательным устройством, которое обеспечивает надёжное фиксирование оснастки при выполнении им технологической операции. Разработаны и используются ряд конструкций патронов, которые стандартизованы отечественными ГОСТами, а также стандартами DIN.

Общие требования

Основными эксплуатационными условиями, определяющими эффективное использование сверлильных патронов в соответствующем оборудовании, являются:

  1. Жёсткость крепления, которая не должна зависеть от числа оборотов, развиваемых шпинделем.
  2. Отсутствие радиального биения сверла в пределах допустимых подач и твёрдости обрабатываемого материала.
  3. Удобство установки в шпиндель станка.
  4. Наличие дополнительных функциональных возможностей (например, подачи смазочно-охлаждающей жидкости к зоне сверления).

Жёсткость крепления всегда соотносится с материалом сверла и его свободной длиной. Например, для твердосплавных свёрл, устойчивость которых от продольного изгиба крайне мала, сверлильный патрон должен обеспечивать возможность своего самоцентрирования. Вторая задача жёсткости – обеспечить максимально возможные нагрузки на инструмент без риска его поломки.

Опасность радиального биения особо возрастает, если сверлению подвергают твёрдые и пористые материалы. В этих случаях сверло также теряет свою продольную устойчивость, и может вызвать неисправимый брак при сверлении.

Цанговый патрон для сверлильного станка

В условиях частых переналадок универсального металлорежущего оборудования (к которому относится и любой сверлильный станок) сокращение подготовительно-заключительного времени – важный источник снижения трудоёмкости операции. При сверлении труднообрабатываемых материалов, а также при значительной глубине получаемого отверстия процесс часто приходится прерывать из-за необходимости охлаждения сверла. С этой целью конструкции современных сверлильных патронов предусматривают подачу смазочно-охлаждающих технологических сред (СОЖ) непосредственно во время проведения операции.

При производстве крепёжных узлов используются только определённые марки сталей. Чаще используется сталь 40Х по ГОСТ 4543-91, хотя в ряде зарубежных конструкций применяются и нержавеющие стали. Детали, предназначенные для непосредственного зажима сверла в патроне, изготавливаются из среднеуглеродистых сталей с термообработкой «улучшение», или из цементированных сталей. Поверхность сверлильных патронов отечественного производства, с целью повышения антикоррозионных характеристик, подвергают воронению.

Далее рассматриваются конструкции патронов, получивших наибольшее распространение.

Самозажимной патрон

Такие патроны (иногда называемые быстрозажимными), также иногда имеют в своей конструкции конические элементы, но в основном используют внутреннюю резьбу (она указывается в маркировке изделия).

Самозажимной патрон включает в себя:

  1. Втулку с осевым отверстием в виде конуса.
  2. Зажимное кольцо, снабжённое рифлениями.
  3. Корпус.
  4. Пару заклинивающих зажимных шариков.

Цанговый патрон для сверлильного станка

Принцип действия самозажимного патрона заключается в том, что зажим сверла обеспечивается и поддерживается в ходе вращения самого шпинделя, что особенно полезно в условиях частого использования сверлильного станка. Сверло с коническим хвостовиком того же номера вставляется во втулку, а она — в отверстие корпуса. В результате зажимное кольцо приподнимается, а зажимные шарики входят в отверстия, имеющиеся на внешней поверхности сменной втулки. При опускании кольцевого элемента, шарики размещаются в отверстиях, и обеспечивают зажим приспособления.

Замена сверла в таком случае может производиться без выключения станка. Оператор только приподнимает кольцо, шарики разводятся, и освобождают сменную втулку, которая далее извлекается из приспособления. Впоследствии на её место может быть установлена новая сменная втулка, для чего проделываются те же манипуляции. Обычно комплект поставляется с несколькими разрезными втулками, имеющими разные номера конусов Морзе. Можно вставлять несколько деталей одна в одну, увеличивая тем самым количество возможных комбинаций.

Цанговый патрон для сверлильного станка

Быстрозажимной патрон может иметь и иное исполнение, использующееся, когда в детали уже имеется отверстие, и требуется зацентрировать сверло (зенкер, развёртку) относительно его оси.

Для реализации поставленной задачи в приспособлении имеются подвижная оправка и поводок, который расположен в некруглом отверстии внутренней части корпуса. Компенсацию возможных осевых усилий выполняет подшипниковый узел. Муфта привинчивается к оправке, соединяя её с корпусом, и фиксируется снизу стопорным кольцом. Пружина, которая находится внутри оправки, выполняет её прижим к корпусу. Этим обеспечивается точное позиционирование патрона по глубине имеющегося отверстия. Съём патрона со шпинделя выполняется либо клиньями (плоскими или радиусными), либо эксцентриковым ключом.

Оставить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *