Трехкулачковые самоцентрирующие патроны

Кулачковые токарные патроны

Кулачковые патроны предназначены для зажима заготовок цилиндрической, прямоугольной и фасонных форм. Закрепляются на шпинделе с помощью фланцев или напрямую.

По количеству кулачков бывают:

  • двухкулачковыми;
  • трехкулачковыми;
  • четырехкулачковыми.

Устанавливаются на различные типы токарных станков: токарно-винторезные, револьверные, карусельные и т.п., а также делительные головки и другие приспособления.

Двухкулачковые патроны

2-х кулачковые токарные патроны применяются для крепления сложных несимметричных и фасонных заготовок (нецилиндрических), т.е. в таких случаях, когда установка в трехкулачковом требует много больше времени или вообще не возможна. Самоцентрирующиеся 2-х кулачковые приспособления способны закреплять в сменных губках необработанные поверхности.

Корпус изготавливается из стали 45, чугуна, кулачки из цементируемых сталей, например, 20Х, ходовой винт – легированной стали. Подвижные части — термообрабатываются.

Двухкулачковые патроны производятся двух типов:

  • ручные – зажим детали осуществляется поворотом спец. ключа, вставляемого в гнездо, в результате чего, кулачки смещаются и центрируют деталь относительно оси шпинделя;
  • механизированный – с пневматическим приводом – агрегат имеет пневмоцилиндр с поршнем, который перемещает ползуны, осуществляющих разжим и зажим заготовок.

Диаметры изготавливаемых приспособлений стандартизированы: 150, 200, 250, 300, 375 мм. 2-х кулачковые токарные агрегаты с пневмоприводом изготавливают диаметрами 160, 250, 320, 400 мм с ходом кулачков 5 – 10 мм.

Основным недостатком является смещение центра заготовки из-за перекоса кулачков в направляющих по причине зазора. Поэтому крайне важно минимизировать зазор между кулачками и направляющими.

Трехкулачковые патроны

Самыми распространенными патронами являются трехкулачковые. Они устанавливаются на все токарное оборудование: в домашних мастерских, гаражах, ремонтных цехах, мелко- и крупносерийных производствах.

Самыми часто встречающимися являются 3 типа самоцентрирующихся патронов:

  • спиральные:
  • реечные;
  • эксцентриковые с червячной передачей.

Трухкулачковые патроны оснащаются тяговым (зажимные элементы связаны с гидро- или пневмоприводом) или встроенным приводом. На зажим заготовки во время работы тратится до тридцати процентов вспомогательного времени, поэтому приспособления механизируют и сокращают время на установку изделия. Самое широкое распространение в крупносерийном и массовом производствах получили механизированные кулачковые патроны с пневмоприводом. Гидропривод используют редко и применяют в ситуациях, когда необходимо сохранить малые габариты конструкции. Основное преимущество механизированных агрегатов – быстродействие и постоянное зажимное усилие на кулачках.

Подробное видео по зажимным токарным агрегатам

Спиральные патроны

3-х кулачковые спиральные патроны уже существуют более 100 лет и благодаря простой конструкции и надежности до сих пор ими оснащают новое оборудование. Обеспечивают большой диапазон хода кулачков и обладают высоким КПД, имеется возможность осуществлять зажим эксцентриковых и некруглых заготовок. Недостатками являются быстрая потеря точности и ускоренный износ. Потеря начальной точности происходит в следствии технологических особенностей: улитка только улучшается и имеет невысокую твердость, следовательно, быстро истирается – происходит быстрый износ центрирующего механизма. Ускоренный износ происходит из-за попадания стружки и грязи в клиновидные зазоры между зубьями кулачков.

Используются в единичном и мелкосерийном производстве. Оснащаются прямыми и обратными кулачками.

Реечные патроны

3-х кулачковые реечные патроны свое название получили из-за принципа работы: зубчатый венец перемещает рейки, которые одновременно перемещает кулачки. Более долговечны чем спиральные, т.к. имеется возможность закалки и шлифовки зубцов. Корпус изготавливается из литой или кованой стали, остальные движущиеся части – легированной, с последующей закалкой. Являются универсальными и применяются в единичном или мелкосерийном производствах.

  • более сильный зажим;
  • большая точность;
  • КПД ниже, чем у спиральных;
  • возможность зажима только из одного положения;
  • сложная конструкция.

Эксцентриковые патроны

3-х кулачковые эксцентриковые патроны применяются в крупносерийном производстве. Все детали агрегата изготавливаются из износостойких сталей, а затем проходят закалку и шлифовку. Обладают высокой точностью и силой зажима. Переналаживаются на зажим другой детали сравнительно просто – перестановкой насадных кулачков.

Четырехкулачковые патроны

4-х кулачковые патроны применяются для зажима заготовок некруглой и несимметричной формы. Кулачки четырехкулачкового патрона регулируются независимо и для обработки поверхности детали необходимо установить таким образом, чтобы ее ось совпала с осью шпинделя. Самоцентрирующие встречаются не часто. Приспособления являются универсальными и применяются в единичном и мелкосерийном производстве в ремонтных и инструментальных цехах.

Каждый кулачок перемещается в радиальном направлении отдельно за счет вращения винтов.

Чтобы определить возможность обработки в 4-х кулачковом патроне необходимо рассчитать отношение длины заготовки и ее диаметра. Если полученный результат будет более 4 единиц, то возможность обработки отсутствует.

На токарных станках крепятся через промежуточный фланец или непосредственно на фланцевых концах шпинделя.

ГОСТы на кулачковые патроны

Скачать ГОСТ 14903-69 «Патроны самоцентрирующие двухкулачковые»

Скачать ГОСТ 24351-80 «Патроны самоцентрирующие трех- и двухкулачковые клиновые и рычажно-клиновые»

Скачать ГОСТ 2675-80 «Патроны самоцентрирующие трехкулачковые»

Скачать ГОСТ 3890-82 «Патроны четырехкулачковые с независимым перемещением кулачков»

Патрон токарный самоцентрирующий трехкулачковый. Паспорт

Назначение.

Патрон токарный самоцетрирующий трехкулачковый относится к классу спирально-реечных самоцентрирующих трехкулачковых патронов с цилиндрическим пояском и креплением на токарном станке через промежуточный фланец. Самоцентрирующие спирально-реечные токарные патроны предназначены для установки на универсальные токарные, револьверные, внутришлифовальные станки.

Применяются в условиях единичного, мелкосерийного и серийного производства.В трехкулачковых самоцентрирующих патронах закрепляют заготовки круглой и шестигранной формы или круглые прутки большого диаметра. В отличие от токарных патронов клинореечного типа, не требуют времени на переналадку в том случае, когда требуется установка на другой диаметр зажима.

Технические характеристики.

Корпус патрона выполнен из высококачественного специального чугуна

Рис.1 — Общий вид и основные размеры трехкулачкового токарного патрона.

Технические характеристики токарного патрона приведены в таблице 1

Таблица 1

Наименование параметровЗначения величин
Диаметр наружный D, мм250
Диаметр присоединительного пояска D2, мм200H7
Диаметр отверстия в корпус D1, мм76
Диаметр расположения крепежных отверстий, мм, D3224
Наружный диаметр изделия, зажимаемого в прямых кулачках,мм наибольший120
Наружный диаметр изделия, зажима­емого в обратных кулачках, мм наибольший266
Максимально допустимая частота вращения, мин ‘2000
Высота бортика под фланец5
Высота патрона без кулачков85
Высота патрона в сборе119
Масса патрона, кг29
Крепеж6 болтов М12

С помощью токарного патрона, используя прямые и обратные кулачки, можно зафиксировать заготовки следующего диапазона размеров

Кулачок прямой предназначен для закрепления обрабатываемой заготовки за наружную поверхность для вала или за внутреннюю поверхность отверстия в заготовке. Кулачок обратный предназначен для закрепления обрабатываемой заготовки за наружную поверхность.

Точностные характеристики токарного патрона

Рис.2.1 — Токарный патрон на холостом ходу

патрон обеспечивает следующие точностные характеристики: Радиальное биение a – 0,045мм;

Торцевое биение c – 0,025мм.

Закрепляя заготовку в патроне можно добиться следующих характеристик:

Рис. 2.2 — Токарный патрон с креплением за внешнюю поверхность заготовки с прямыми кулачками.

диапазон закрепляемых заготовок от 5 до 118мм;

Радиальное биение a на длине 80 мм – 0,040мм.

Рис. 2.3 — Токарный патрон с креплением заготовки за внешнюю поверхность с обратными кулачками.

диапазон закрепляемых заготовок от 77 до 188мм и от 160 до 250мм;

Радиальное биение a – 0,045мм;

Торцевое биение c – 0,025мм.

Рис. 2.4 — Токарный патрон с креплением заготовки за внутреннюю поверхность с прямыми кулачками.

диапазон закрепляемых заготовок от 62 до 174мм и от 145 до 256мм;

Радиальное биение a – 0,045мм;

Торцевое биение c – 0,025мм.

Устройство и принцип работы.

3.1. Конструкция спирально-реечного токарного патрона представлена на рис.3.

Рис.3 — Конструкция спирально-реечного токарного патрона.

Кулачки 1, 2 и 3 патрона перемещаются одновременно с помощью диска 4. На одной стороне этого диска выполнены пазы (имеющие форму архимедовой спирали), в которых расположены нижние выступы кулачков, а на другой — нарезано коническое зубчатое колесо, сопряженное с тремя коническими зубчатыми колесами 5. При повороте ключом одного из колес 5 диск 4 (благодаря зубчатому зацеплению) также поворачивается и посредством спирали перемещает одновременно и равномерно все три кулачка по пазам корпуса 6 патрона. В зависимости от направления вращения диска кулачки приближаются к центру патрона или удаляются от него, зажимая или освобождая деталь. Кулачки изготовляют трехступенчатыми и для повышения износостойкости закаливают.

Порядок работы и техническое обслуживание.

4.1. Патрон токарный расконсервировать, ознакомиться с паспортом на изделие.

4.2. Закрепить патрон на станок, затянув все болты и проверив надежность крепления.

4.3. Запустить станок, установить малые обороты и проверить с помощью вспомогательного измерительного инструмента значения радиального и торцевого биений патрона на холостом ходу.

4.4. После проверки правильности крепления можно перейти к работе на станке.

Комплектность.

В комплект входят:

  • патрон токарный в сборе с прямыми кулачками;
  • комплект обратных кулачков
  • комплект крепежных элементов (болты М12)
  • ключ шестигранный S10
  • ключ четырехгранный ⅔′′
  • паспорт

Требования безопасности.

6.1. Крепление патрона токарного должно быть надежным, исключающим самопроизвольное ослабление в процессе работы.

6.2. Запрещается применять ударную нагрузку при закреплении заготовки.

Сведения о консервации.

7.1. Патрон токарный подвергнут консервации в соответствии с требованиями ГОСТ 9014-76. Наименование и марка консерванта – масло консервационное К-17.

6.2. Срок хранения патрона токарного без переконсервации – 2 года, при условии хранения в условиях по ГОСТ 15150-69.

Правила хранения.

Условия эксплуатации токарного патрона трехкулачкового — ГОСТ 15150-69 в закрытом помещении при отсутствии паров агрессивных веществ, вызывающих коррозию патрона.

Гарантийные обязательства.

Гарантийный срок эксплуатации изделия – 1 год, со дня продажи (получения покупателем) патрона трехкулачкового, при условии соблюдения потребителем правил хранения и эксплуатации изделия.

Скачать технический паспорт бесплатно можно по ссылке ниже.

Патрон токарный

Содержание: Скрыть Открыть

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.

Читайте также:  Топливный насос

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.

Новости

Поздравляем с 8 Марта!

Поздравляем с Международным женским днем!

Поздравляем с 23 февраля!

Поздравляем с Днем Защитника Отечества!

График работы офиса в праздничные дни

Работа офиса в праздники

Статьи

Развертывание отверстий

Применение, порядок и используемый инструмент

Размеры и диаметры сверл по металлу

Подбор диаметра и длины сверла

Как пользоваться развертками

Применение и использование разверток по металлу

Основные размеры патрона самоцентрирующегося трехкулачкового

Действующий ГОСТ 2675-80 является стандартом для токарных патронов определенного типа. В нем описаны все характеристики данных деталей с точными требованиями к параметрам. Все размеры, которые не указаны в ГОСТе соответствуют чертежам, которые утверждены в установленном порядке.

Трехкулачковый самоцентрирующийся патрон не требует дополнительного времени на то, чтобы переналадить оборудование при замене заготовки или болванки на изделие с другим диаметром.

Общие данные про ГОСТ 2675-80

Этот документ разработан и внесен министерством станкостроительной и инструментальной промышленности СССР и регулирует стандарты на самоцентрирующиеся патроны с 3-кулачками разных классов точности от нормально до сверхточного.

Впервые официальное издание данного стандарта вышло в 1988 году. До этого данный вопрос регулировал ГОСТ 2675-71. Последние изменения рассматриваемого документа произошли 12 сентября 2018 года.

Ссылочные нормативно-технические документы

К таковым для стандарта ГОСТ 2675-80 относятся:

  • пункт 11 ГОСТ 1654-86 токарные патроны общего назначения;
  • пункт 2 ГОСТ 1654-86 – общие технические условия для токарных патронов общего назначения;
  • пункт 2 ГОСТ 12595-85 – стандарт на металлорежущие станки;
  • пункт 2 документа 12593-72 – регламентация размеров фланцев шпинделя.

Эти документы содержат общую информацию и подтверждают стандарты аналогичных деталей.

Подробно с ГОСТом можно ознакомится по ссылке ГОСТ 2675-80

На что распространяется?

Данный Государственный стандарт описывает самоцентрирующиеся трехкулачковые патроны, спирально-реечного типа всех классов точности (Н,В,П,А). При этом стандарт касается как тех вариаций, которые устанавливаются на переходные фланцы или на фланцевые концы шпинделей.

Эти детали могут изготавливаться с цельными или сборными кулачками, обе разновидности должны соответствовать стандарту 2675-80.

Нормы и размеры 3-х кулачковых патронов и кулачков

Нормы и размеры регулируемых частей токарного станка зависят от их типа. Всего существует 3 типа изготовления патронов токарных:

  1. Патроны с наличием центрирующего пояска-цилиндра и закрепленные через переходной фланец.
  2. Закрепленные непосредственно на фланец шпинделя при помощи оборотной шайбы.
  3. С креплением на фланец шпинделя без поворотной шайбы.

Размеры, указанные в стандарте, соответствуют параметрам в зависимости от типа детали и диаметра.

Всего существует 10 типов токарных кулачковых патронов по параметрам размеров: 80,100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 630 мм.

Для трехкулачковой детали размерами 250 мм на токарный металлорежущий станок типа 1 предусмотрены следующие параметры:

  • масса детали – 28.2 кг;
  • D1 – 80 – диаметр отверстия в корпус;
  • D2 – 210 – диаметр присоединительного пояска;
  • D3 – 226 – диаметр расположения крепежных отверстий;
  • nxd – 6хМ12 – это значит, что закрепление идет при помощи 6 болтов М12;
  • h – 5;
  • H – 89,5;
  • H1 – 5.

Это наиболее часто применяемые варианты деталей. Их корпус выплавлен из чугуна с высокими показателями качества. Они имеют несколько вариаций исполнения по точности, способу крепления и количеству кулачков.

Могу быть отличны и по конструкции: есть варианты с ручным передвижением кулачков или самоцентрирующиеся спирально-реечные. Именно последние и регулируются ГОСТом 2675-80.

Смещение осей отверстий при диаметре до 500 мм допустимо в пределах 0.1 мм.

Какие еще ГОСТы связаны с токарными патронами

На различные токарные детали для металлообрабатывающих станков разработаны собственные стандарты, которые закрепляют все необходимые параметры. Основные ГОСТы:

  1. ГОСТ 24351-80 Для самоцентрирующихся трех- и двухкулачковых клиновых и рычажно-клиновых элементов.
  2. Стандарт 3890-82 Для четырехкулачковых деталей с независимым перемещением кулачков» с указанием основных и присоединительных размеров.
  3. 14903-69 Для самоцентрирующихся двухкулачковых элементов.
  4. Госстандарт 2848-75 Конусы инструментов. Допуски. Методы и средства контроля.
  5. Госстандарт 12595 – 2003 – станки металлорежущие.
  6. Госстандарт 3889 – Фланцы к самоцентрирующимся патронам.
  7. Стандарт 12593-72 – размеры фланцев шпинделей

Вся данная техническая документация позволяет обобщить и классифицировать разновидности этих основных элементов токарной оснастки.

Трехкулачковые варианты с диаметром в 250 мм чаще всего используются в токарных станках, как на промышленном, так и на бытовом уровне. Поэтому стандарты их изготовления по всем параметрам должны четко соблюдаться.

Документ, регламентирующий самоцентрирующиеся спирально-реечные элементы, содержит подробные размеры, а также отдельные схемы и чертежи данной детали, по которым можно выявить соответствие заявленных данных. При малейшем нарушении параметров, указанных в ГОСТе, значительно снижается, качество рабочего процесса токарного станка.

Трехкулачковый самоцентрирующийся патрон: объясняем вопрос

У этого термина существуют и другие значения, см. Патрон.

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

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.
Читайте также:  Тюнинг 2110

Токарный патрон

Токарный самоцентрирующий трёхкулачковый патрон с ключом.

Токарный самоцентрирующий трёхкулачковый патрон на шпинделе токарного 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.

Самоцентрирующийся трехкулачковый патрон

Самоцентрирующийся трехкулачковый патрон (рис. 6.2) состоит из корпуса 6 с пазами, в которых перемещаются кулачки 1,2, 3. Перемещение кулачков от периферии к центру патрона происходит при помощи спиральной нарезки, выполненной на диске 4. Диск приводится во вращательное движение при помощи специального ключа, устанавливаемого в квадратное отверстие конического зубчатого колеса 5. Зубчатое коническое колесо J находится в зацеплении с диском 4, на котором нарезаны зубья. Кулачки изготовляют трехступенчатыми, что позволяет закреплять заготовки с базированием по внутреннему диаметру различного размера. Для повышения износостойкости кулачков они подвергаются закалке.

Центры (рис. 6.3) в зависимости от формы и размеров обрабатываемых заготовок имеют различную форму и размеры. Угол при вершине рабочей части 1 центра, как правило, составляет 60°. Хвостовая часть 2 центра выполнена с конусом Морзе. Для удаления центра из отверстия шпинделя станка или пиноли задней бабки служит опорная часть 3, диаметр которой меньше диаметра хвостовой части конуса, что позволяет удалять центр без повреждения его конической части.

Конструкция центра выбирается в зависимости от конструкции заготовки и характера выполняемой обработки.

При обработке заготовок небольшого диаметра (до 4 мм) сложно выполнить в них центровое отверстие, поэтому торцевая часть такой заготовки обрабатывается под углом 60°, а ее закрепление выполняется при помощи центра с обратным конусом (рис. 6.3, б). Если в процессе обработки необходимо подрезать торец у закрепляемой в центрах заготовки, то используется центр со срезанным конусом (рис. 6.3, в), который устанавливается только в пиноли задней бабки. Когда ось обрабатываемой заготовки не совпадает с осью шпинделя, для ее закрепления применяется сферический центр (рис. 6.3, г). Центр с рифленой рабочей поверхностью (рис. 6.3, д) используется при обработке без поводкового патрона заготовок с большим размером центрового отверстия. В связи с тем что при обработке в центрах возникают большие силы трения, для повышения долговечности центров для их рабочей части употребляют твердый сплав (рис. 6.3, е); такие центры устанавливаются в пи- ноль задней бабки. Наряду с цельными центрами широкое применение находят вращающиеся центры (рис. 6.4). Такой центр состоит из корпуса 4 с коническим хвостовиком, в котором установлены два шариковых 3 и 5 и один роликовый 2 подшипники. На подшипниках устанавливается вращающийся центр 1.

Для передачи вращательного движения от шпинделя к обрабатываемой заготовке служат также поводковые патроны и хомутики.

Цанговый патрон

Цанговый патрон для ручной дрели

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.

Технические характеристики

Корпус патрона выполнен из высококачественного специального чугуна

Рис.1 — Общий вид и основные размеры трехкулачкового токарного патрона

Технические характеристики токарного патрона приведены в таблице 1

Таблица 1

Наименование параметровЗначения величин
Диаметр наружный D, мм250
Диаметр присоединительного пояска D2, мм200H7
Диаметр отверстия в корпус D1, мм76
Диаметр расположения крепежных отверстий, мм, D3224
Наружный диаметр изделия, зажимаемого в прямых кулачках,мм наибольший120
Наружный диаметр изделия, зажима­емого в обратных кулачках, мм наибольший266
Максимально допустимая частота вращения, мин ‘2000
Высота бортика под фланец5
Высота патрона без кулачков85
Высота патрона в сборе119
Масса патрона, кг29
Крепеж6 болтов М12

С помощью токарного патрона, используя прямые и обратные кулачки, можно зафиксировать заготовки следующего диапазона размеров

Кулачок прямой предназначен для закрепления обрабатываемой заготовки за наружную поверхность для вала или за внутреннюю поверхность отверстия в заготовке. Кулачок обратный предназначен для закрепления обрабатываемой заготовки за наружную поверхность.

Точностные характеристики токарного патрона

Рис.2.1 — Токарный патрон на холостом ходу

патрон обеспечивает следующие точностные характеристики: Радиальное биение a – 0,045мм;

Торцевое биение c – 0,025мм.

Закрепляя заготовку в патроне можно добиться следующих характеристик:

Рис. 2.2 — Токарный патрон с креплением за внешнюю поверхность заготовки с прямыми кулачками

диапазон закрепляемых заготовок от 5 до 118мм;

Радиальное биение a на длине 80 мм – 0,040мм.

Рис. 2.3 — Токарный патрон с креплением заготовки за внешнюю поверхность с обратными кулачками

диапазон закрепляемых заготовок от 77 до 188мм и от 160 до 250мм;

Радиальное биение a – 0,045мм;

Торцевое биение c – 0,025мм.

Рис. 2.4 — Токарный патрон с креплением заготовки за внутреннюю поверхность с прямыми кулачками

диапазон закрепляемых заготовок от 62 до 174мм и от 145 до 256мм;

Радиальное биение a – 0,045мм;

Торцевое биение c – 0,025мм.

Устройство и принцип работы

3.1. Конструкция спирально-реечного токарного патрона представлена на рис.3.

Рис.3 — Конструкция спирально-реечного токарного патрона

Кулачки 1, 2 и 3 патрона перемещаются одновременно с помощью диска 4. На одной стороне этого диска выполнены пазы (имеющие форму архимедовой спирали), в которых расположены нижние выступы кулачков, а на другой — нарезано коническое зубчатое колесо, сопряженное с тремя коническими зубчатыми колесами 5. При повороте ключом одного из колес 5 диск 4 (благодаря зубчатому зацеплению) также поворачивается и посредством спирали перемещает одновременно и равномерно все три кулачка по пазам корпуса 6 патрона. В зависимости от направления вращения диска кулачки приближаются к центру патрона или удаляются от него, зажимая или освобождая деталь. Кулачки изготовляют трехступенчатыми и для повышения износостойкости закаливают.

ГОСТ 2675-80 (СТ СЭВ 1574-79, СТ СЭВ 4852-84)

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ

УДК 621.9-229.323.:006.354 Груипа Г27

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ стандарт СОЮЗА ССР

ПАТРОНЫ САМОЦЕНТРИРУЮЩИЕ ТРЕХКУЛАЧКОВЫЕ

(СТ СЭВ 1674-79, СТ СЭВ 4852—84)

Срок действия с до

Несоблюдение стандарта преследуется по закону

1. Стандарт распространяется на самоцентрирующие спирально-реечные трехкулачковые патроны классов точности Н, П, В, А, устанавливаемые на шпиндели станков через переходные фланцы и непосредственно на фланцевые концы шпинделей.

2. Патроны должны изготавливаться типов:

1 — с цилиндрическим центрирующим пояском и с креплением через промежуточный фланец по ГОСТ 3889-80.

Читайте также:  Украинская сборка китайских автомобилей

2 — с креплением непосредственно на фланцевые концы шпинделей под поворотную шайбу по ГОСТ 12593-72;

3 — с креплением непосредственно на фланцевые концы шпинделей по ГОСТ 12595-85.

1, 2. (Измененная редакция, Изм. № 1).

3. Патроны всех типов изготавливаются исполнений:

1 — с цельными кулачками,

2 — со сборными кулачками.

4. Основные размеры патронов типов 1, 2, 3 должны соответствовать указанным на черт. 1 и в табл. 1.

Патрон токарный: назначение, виды и особенности выбора

Стремительное развитие металлообрабатывающего комплекса сложно представить без постоянного совершенствования станочного оборудования. Оно определяет скорость заточки деталей, соблюдение их геометрии, качество обработки поверхности.

Для прочной фиксации заготовки используется патрон для токарного станка, обеспечивающий необходимое зажимное усилие и точность центрирования. В этой статье рассмотрены основные вопросы, касающиеся выбора устройств:

Назначение и общие характеристики

Патроны токарные устанавливаются на универсальных и специальных станках и используются для крепления деталей на оси шпинделя. Благодаря их применению достигается надежная фиксация и увеличивается зажимное усилие при большом крутящем моменте. Деталь не срывается, сохраняет правильное положение при работе, снижая риск поломки резца и обеспечивая высокую скорость изготовления изделия.

Патроны для токарных станков производятся из закаленной стали, реже – чугуна, и отличаются друг от друга конструкцией и назначением. В России разработано и утверждено восемь стандартов, описывающих требования к этим элементам. Например, согласно ГОСТ 1654-86, выделяется 4 класса точности: А (особо высокая), В (высокая), П (повышенная) и Н (нормальная).

Классификация патронов

Все используемые токарные патроны условно делятся на две группы: кулачковые и цанговые. Первые состоят из нескольких подвижных сегментов (кулачков), за счет которых и происходит фиксация детали. Они применяются для большинства операций и отличаются друг от друга особенностями конструкции и назначением. Цанговые патроны выпускаются с выдвижной, неподвижной или втягиваемой цангой, закрепляющей деталь в нужном положении.

Патрон токарный также классифицируется по:

  • количеству кулачков (от двух до шести);
  • особенностям крепления (по внешней или внутренней поверхности);
  • специфике исполнения (цельные, сборные или накладные кулачки);
  • используемому приводу (ручной или механический).

Каждый вид устройства имеет свои преимущества, особенности использования и предназначен для определенных функций.

Самоцентрирующиеся двухкулачковые патроны

2-х кулачковый патрон для токарного станка используется для крепления сложных фасонных деталей, нецилиндрических и несимметричных заготовок. Их особенность заключается в способности фиксировать в губках необработанные поверхности, обеспечивая достаточное сцепление.

Все детали изделия производятся из стали, подвижные части подвергаются термообработке, что увеличивает их прочностные характеристики и износостойкость. Размеры стандартизированы: диаметр варьируется от 125 до 400 мм. К недостаткам устройств этого типа относят высокий риск нарушения центрирования из-за широкого зазора между направляющими.

Трехкулачковый патрон токарный

Самый распространенный тип, встречающийся на промышленных производствах, в домашних мастерских, гаражах и сборочных цехах. Обычно оснащен тяговым приводом, позволяющим сократить время, требующееся на фиксацию на 30-80%. Снижение временных затрат позволяет ускорить процесс, что особенно важно при большой загрузке, например, на серийных станках. Механизированный привод обеспечивает еще одно немаловажное преимущество: постоянство зажимного усилия, за счет чего деталь не перекашивается и не вылетает при любых оборотах.

а — трехкулачковый патрон; б — четырехкулачковый патрон.

3-кулачковый патрон для токарного станка может быть спиральным и реечным. Спиральные конструкции появились одними из первых и применяются более 100 лет благодаря простоте и надежности. К их достоинствам относится широкий диапазон хода фиксаторов, возможность зажима некруглых деталей и хороший КПД. Среди минусов: быстрый износ, при котом пропадает точность центрирующего механизма. К быстрому выходу из строя приводит использование непрочной улитки, попадание грязи и металлической стружки в зазоры.

Реечный патрон на токарный станок частично лишен этих недостатков: из-за особенностей конструкции (венец приводит в движение вращающие рейки) есть возможность дополнительного закаливания зубцов. Это повышает их универсальность и позволяет устанавливать на станках мелкосерийного или штучного производства. Они точнее, чем спиральные устройства, и обеспечивают усиленный зажим, но при этом снижается КПД изделия и теряется возможность его фиксации в нескольких положениях.

Четырехкулачковые патроны

Четырехкулачковый патрон токарный преимущественно выбирается для обработки несимметричных заготовок, если возникла необходимость заточить круглую деталь вне центра или для расточки отверстий по разным осям. Благодаря двум парам независимых держателей изделие крепится по взаимоперпендикулярным плоскостям таким образом, чтобы достичь полного совпадения оси шпинделя и зачищаемой поверхности.

Кулачок может быть цельным или сборным. Патрон для токарного станка со сборным узлом имеет основание и насадной кулачок. Он размещается в пазе основного элемента для свободного радиального перемещения без потери устойчивости. Так обеспечивается двойное шпоночное крепление. К преимуществам конструкции этого типа относится жесткость фиксации и простота применения.

Также в производстве можно встретить 6-кулачковые зажимы. Фиксирующее усилие в них распределяется между шестью отдельными кулачками, благодаря чему удается закрепить тонкостенную деталь без деформации.

Конструкция зажимного механизма

Еще одна важная классификация устройств, отражающаяся на их конструкции и применении, касается сборки зажимного механизма. По этому параметру патроны для токарных станков делятся на следующие виды:

  • Поводковые – наиболее простые, используются для обработки центра, в случае необходимости заточки боковых поверхностей выбираются зубчатые и штыревые узлы;
  • Спиральные самоцентрирующиеся – центрирование происходит одновременно с фиксацией, что уменьшает время, необходимое для подготовки. Наиболее популярные токарные патроны, оснащаются двумя, тремя или шестью держателями;
  • Рычажные – их особенность заключается в наличии тяги с муфтой, приводимые в движение гидравлическим приводом. За счет этого происходит крепление. Востребованы в мелкосерийных производствах;
  • Клинореечные – этот токарный патрон по своим характеристикам похож на рычажный, но обеспечивает большую точность центрирования;
  • Цанговые – способны фиксировать только прутковые образцы с небольшим диаметром. Несмотря на низкую универсальность, популярны из-за минимальных радиальных биений, позволяющих повысить качество работы;
  • Сверлильные – предназначены для подключения к станку сверл и других инструментов;
  • Термопатроны – используются на тех же станках, что и цанговые, но для них необходима горячая посадка для подключения инструмента;
  • Гидропатроны – еще одна альтернатива цанговым устройствам. Патрон токарный зажимает инструмент за счет рабочего давления жидкости, что уменьшает усилие, требуемое для надежной фиксации.

Рассмотрим конструкцию и возможности наиболее популярных устройств подробнее.

Токарные цанговые патроны

Ключевым рабочим элементом является металлическая втулка, поделенная на 3,4 или 6 лепестков. От их количества зависит максимальный диаметр фиксируемой продукции: металлические пластины захватывают деталь, вставляемую внутрь втулки, и удерживают ее в течение всего рабочего процесса. Конструкционно цанги делятся на два типа: подающие и зажимные. У первых стальная закаленная втулка имеет три неполных разреза, формирующих лепестки с концами, поджатыми друг к другу. В подающих цангах используются лепестки пружинящегося типа, и их количество варьируется, в зависимости от модели. Когда цанга вдавливается в патрон, прорези сужаются, и сцепление между фиксатором и деталью возрастает.

Благодаря этому, данный тип патронов часто используется при вторичном креплении уже обработанного изделия: лепестки прочно удерживают его, но при этом не повреждают поверхность. Если профиль детали не соответствует форме цанги, используются специальные сменные вкладыши.

Рычажный патрон на токарный станок

В основе конструкции этого устройства кроется рычаг с двумя плечами, который приводит в движение держатели с зажимами. Обычно привод механизирован для ускорения процесса установки и уменьшения нагрузки на оператора.

Друг от друга отличаются количеством кулачков. Выбирая этот параметр, появляется возможность работы со сложными фасонными деталями. Их фиксация становится сложным и длительным процессом, поэтому рычажный патрон для токарного станка не подходит для крупносерийных производств – увеличиваются временные затраты на вспомогательные работы, падает производительность труда. Однако это вполне подходящий инструмент для мелкосерийных фабрик при выпуске единичных товаров.

Переналадить устройство этого типа можно при помощи ключа (происходит одновременное смещение кулачков) или регулируя положение каждого узла в отдельности. После закрепления детали может наблюдаться незначительный люфт, отражающийся на геометрии будущей детали, поэтому обычно рычажные изделия выбирают для черновой резки.

Клиновый патрон

Клиновые патроны для токарных станков представляют собой более совершенную модификацию рычажных конструкций. В них для регулирования положения зажимов применяется несколько отдельных приводов. В результате можно зафиксировать детали сложной формы и задать любую ось вращения. К другим преимуществам можно отнести:

  • минимальный процент погрешности, точное соблюдение геометрии при выточке продукции;
  • равномерное усилие на каждом кулачке;
  • прочная фиксация на разных оборотах.

При этом существенно увеличивается сложность настройки и время предварительной подготовки. Часто патрон для токарного станка имеет специальную модель зажима, адаптированную для работы с блоком ЧПУ.

Выбор подходящего изделия

Характеристики выбранного устройства напрямую влияют на возможность работы с формой, точность геометрии будущего изделия, качество поверхности. Также токарный патрон определяет скорость производства, максимальное количество выпускаемых деталей за смену. Неправильно подобранная конструкция увеличивает количество брака, может привести к поломке станка. Согласно ГОСТ подключение должно осуществляться с учетом следующих параметров:

  • Расчетная нагрузка. Патрон для токарного станка может работать с деталями определенного внутреннего и внешнего диаметра, формы и массы. При превышении максимально допустимых размеров, устройство выйдет из строя (особенно при работе на больших оборотах);
  • Тип фиксации изделия на оси шпинделя. Для крепления может использоваться центрирующий поясок или фланец, зажим Кэмлок или поворотная шайба;
  • Размеры крепежных отверстий и их положение на корпусе;
  • Пределы частот. Показывают, на каких максимальных оборотах работает патрон для токарного станка;
  • Количество кулачков, их разновидность (накладные или составные), твердость и используемый метод крепления, тип перемещения – все это определяет, насколько удобно будет работать с фиксатором, и какое время потребуется для его переналадки;
  • Точность патрона.

Чтобы не ошибиться при выборе изделия, предварительно рекомендуется получить профессиональную консультацию. Сделать это можно у сотрудников нашей компании по контактным телефонам. Мы порекомендуем подходящие патроны токарные с учетом специфики вашего производства.

Ссылка на основную публикацию