Самодельный токарный станок по металлу своими руками: чертежи, фото, видео

Важным элементом крепления детали в токарных станках является токарный патрон. С его помощью обеспечивается надёжная фиксация и безопасное проведение обработки. Для правильного применения токарного режущего инструмента необходимо хорошо представлять, каким образом устроен токарный патрон.

Конструктивно они объединены в две большие группы. К первой относятся кулачковые, ко второй цанговые. Определённые отличия в конструкции имеет токарный патрон, применяемый в токарных станках для работы по дереву.

Виды токарных патронов

В зависимости от методов токарной обработки применяют различные виды токарных патронов. Они классифицируются по следующим признакам:

• количеству фиксирующих элементов (кулачков);
• способу крепления;
• классу точности;
• применяемому приводу.

Способ крепления заготовок определяется количеством применяемых кулачков. Самые простое устройство патрона токарного станка имеет только два кулачка. Такое количество позволяет обрабатывать детали небольших размеров. Трёхкулачковый токарный патрон чаще применяется при обработке круглых или шестигранных деталей. Его крепёжное приспособление позволяет достаточно легко производить центровку закреплённой заготовки. Он позволяет производить не только надёжную фиксацию, но и центровку. Четырёхкулачковый патрон обеспечивает хорошую фиксацию несимметричных или квадратных изделий.

Кулачковый патрон, обладающий шестью зажимами, является самоцентрирующим. Он удобен для работы с изделиями, имеющими тонкие стенки. Большое количество кулачков позволяет равномерно распределять давление на поверхность заготовки. По способу зажима кулачков применяется прямой или обратный метод.

Первый метод (прямой) обеспечивают зажим по наружной поверхности. Второй производит зажим по внутреннему отверстию. Зажимной патрон с обратным расположением кулачков позволяет обработать всю поверхность закреплённой детали без её перестановки.

Современный стандарт устанавливает следующие классы точности. Они обозначаются заглавными буквами в следующем порядке:

• особо высокая «А»;
• высокая «В»;
• повышенная «П»;
• нормальная «Н».

Цанговые конструкции изготавливаются трёх разновидностей: выдвижной, втягиваемый или неподвижный. Каждый из видов обладает своими преимуществами, которые позволяют решать круг поставленных задач.

Основные размеры и обозначения

В принятой системе стандартов указаны подробные данные для каждого типа токарного патрона. В ней приведены размеры каждого элемента. В таблицах приводятся основные параметры: диаметр фланца, размер и форма кулачков, диаметр внутреннего отверстия в корпусе, размер отверстий и способ крепления, допустимая частота вращения. Расчёт токарного патрона производится на основании требований, указанных в техническом задании на станок.

Основные параметры можно определить по принятой маркировке. Она установлена единой системой обозначений. Она включает восемь цифр. Завершается обозначение строчной буквой. Цифры указывают на следующие размеры:

• количество кулачков;
• внешний диаметр изделия;
• основные размеры, установленные стандартами;
• способ (тип) крепления к шпинделю;
• форму кулачков.

Например, маркировка 3-200.33.14 П позволяет установить следующее. Изделие имеется три кулачка. Наружный диаметр равен 200 мм, тип исполнения по стандарту равен 33. Он имеет модификацию номер 14 и повышенный класс точности «П».

Принцип работы

Основной задачей такого устройства является точное и надёжное удержание обрабатываемой заготовки. Принцип действия зависит от двух факторов: как крепится патрон на токарном станке и применённом приводе.

Точность крепления заготовки зависит от количества применённых кулачков. Они должны обеспечивать равномерное давление на поверхность заготовки. При правильной регулировки обеспечивается центр её положения относительно горизонтальной оси обработки.

Для решения этой задачи применяют следующие способы привода кулачков:

• ручной;
• пневматический;
• гидравлический;
• электромеханический.

Первый способ производится вручную с помощью специального ключа. Надёжность и точность во многом определяется опытностью работающего на станке токаря. Остальные три привода полностью механизируют процесс фиксации заготовок. Они применяются на токарных автоматах, станках с числовым программным управлением и станках для обработки крупногабаритных деталей. Кулачки крепятся на фланец. Перемещаясь к центру, они обхватывают установленную заготовку.

Для обеспечения параметров фиксации применяется система противодавления токарного патрона. Она позволяет создать требуемое давление на поверхность заготовки.

Сила зажима детали в пневматических или гидравлических конструкциях обеспечивается с помощью специального штока расположенного в муфте. В неё под давлением подаётся сжатый воздух или жидкость (обычно масло).

Такая конструкция обеспечивает свободное движение кулачков на расстояние до 10 мм. Этого расстояние вполне достаточно для быстрой смены заготовок.

Изготовление токарного патрона по дереву своими руками

Для деревообрабатывающего станка, применяемого в домашней мастерской, можно приобрести готовый токарный патрон. Однако многие мастера предпочитают изготовить самодельный патрон для токарного станка по дереву. Такой подход позволяет получить токарный патрон для выполнения именно тех видов обработки, которые планируется производить самостоятельно.

Для изготовления такого устройства понадобятся:

• втулка (изготовленная из полиуретана или резины);
• металлическая заготовка (наиболее приемлемыми считаются латунные или медные);
• стальная заготовка (из неё изготавливаю корпус).

Также потребуется токарный станок. С его помощью изготавливают корпус и накидную гайку. В хвостовике нарезают резьбу. Её диаметр и шаг должен соответствовать параметрам резьбы вала шпинделя. После изготовления корпуса в него вставляется втулка. В ней будет зажиматься обрабатывающий инструмент. От точности изготовления каждой детали и качества их сборки зависит качество обработки деревянной заготовки.

Ещё одним способом изготовления такого устройства для обработки деревянных деталей является изготовление самодельной планшайбы с регулируемыми зажимами. Она способна прочно удерживать заготовку и в полном объёме исполнять роль токарного патрона. Для её изготовления понадобятся следующие материалы:

• стальной лист (толщина должна быт не менее 10 мм);
• уголок с полкой 50 мм;
• фанера;
• стальные болты (можно из нержавеющей стали) размером М8х30 в количестве восьми штук;
• подшипник закрытого типа;
• втулка с резьбой;
• гайки и шайбы.

1. Изготовить втулку с резьбой, которая обеспечит крепление будущего устройства к шпинделю. Такую втулку можно приобрести готовую, что значительно облегчит процесс изготовления планшайбы и сократит время её сборки.
2. Разметить лист фанеры. Целесообразней делать это с помощью заранее изготовленного шаблона. Окружность и две оси изображаются на листе плотной бумаги, затем рисунок переносят на поверхность фанеры.
3. По полученному изображению с помощью лобзика (ручного или механического) выпиливают корпус планшайбы. После завершения все края необходимо обработать абразивным материалом.
4. По отмеченным осям пропилит сквозные пазы. Для точного изготовления целесообразно по краям произвести изготовление сквозных отверстий заданного диаметра. Внутренне отверстие должно располагаться на расстоянии более 20 мм от центра корпуса.
5. От металлического уголка следует отпилить четыре одинаковые по размеру заготовки. В каждой из них просверлить одно отверстие. Его диаметр должен быть равен размеру паза.
6. Во второй полке следует просверлить отверстие и нарезать резьбу по выбранные болты.
7. Закрепить резьбовую втулку, которая будет обеспечивать крепление изделия на валу. Для надёжности крепления следует использовать сварку или паяние.
8. Соединить уголки и корпус планшайбы имеющимися болтами. Уголки исполняют роль кулачков, которые установлены на заводском патроне.

После завершения сборки закрепить полученный патрон на валу токарного станка.

После завершения сборки закрепить полученный патрон на валу токарного станка. Перед использованием патрона следует произвести его проверку. Для этого в патроне закрепляют деревянную заготовку и включают станок на пониженных оборотах. Следует помнить, что такой патрон в состоянии обеспечить давление на поверхность заготовки, в размере не более 50 кг.

На небольших оборотах следует проверить центрирование. Если этот параметр не удовлетворяет предъявленным требованиям, следует произвести необходимую регулировку с помощью болтов закрепляющих уголки на корпусе планшайбы.

После проведенной проверки необходимо произвести пробную обработку с соблюдением всех требований техники безопасности.

Похожие мастер-классы

Станок из дрели Простой токарный станок из дрели Лобзиковый станок из компрессора от холодильника Центрирующая приставка сверлильного станка для точного сверления Самый простой токарный станок из дрели Простейший токарный станок который можно сделать за 15 минут

Особо интересное

Новый способ быстрого получения саженцев с любого дерева Любопытный способ укоренения саженцев с веток в воде Как убрать желтизну на любом пластике Стопроцентный быстрый способ получения саженцев с корнем из 3 свежие идеи для мастера и самодельщика 3 простых способа ведения электрода при сварке для новичков Комментарии (3)

Разновидности

Чтобы расточить кулачки токарного патрона необходимо подобрать оптимальный способ для конкретной разновидности. Выпускают несколько типов кулачков, каждый из которых имеет конструктивные особенности.

Прямые

Этот вид кулачком предназначен для зажима заготовки с валом, с внешней стороны и для заготовки с отверстием – с внутренней. Непосредственно кулачки расположены сверху и захватывают деталь.

Обратные

Необходимы для зажима заготовки с внешней стороны. Используется для обработки полых болванок, чтобы было за что зацепится.

Читайте также:  Самостоятельная замена пружин задних и передних на автомобилях ВАЗ

Накладные

Это составной вариант патрона, который сделан из цветного металла или нержавеющей стали. Применяется при работе с масштабными проектами. Такая вариация применяется при работе с заготовками большого диаметра при этом неважно, длинные они или короткие.

Сборные

Кулачок из металла в таком типе крепится на рейку из стали. Сталь применяется легированная, а зубья кулачков шлифуют, подвергают закалке и цементации.

Устройство сверлильных патронов

Изучите устройство сверлильного патрона на схеме ниже. В состав приспособления входят:

1. корпус, имеющий цилиндрическую форму;
2. обойма, вращающаяся на его внешней поверхности;
3. кулачковый механизм.

Изображение №1: устройство кулачкового сверлильного патрона

Теперь расскажем, как снимают такие патроны с дрелей и сверлильных станков, а также приведем технологию разборки зажимных приспособлений.

Как правильно расточить?

Чтобы правильно расточить патрон необходимо соблюдать последовательность действий. Профессиональная расточка производится в несколько этапов, каждый из которых должен быть выполнен качественно и по всем техническим требованиям.

Демонтаж

В первую очередь необходимо провести демонтаж патрона. В противном случае не получится избавиться от биения заготовки и совместить точно все необходимые оси. Если патрон не будет зажат, а будет находиться в свободном состоянии на станке – дефекты сохранятся. После демонтажа необходимо снять кулачки и почистить их. Затем нужно проверить биение.

Обработка наждачной бумагой

При наличии небольшой степени износа и задира достаточно обработать деталь сначала крупнозернистой, а затем мелкозернистой наждачной бумагой. Чтобы не искажать профиль кулачка при зачистке необходимо, чтобы наждачная бумага охватывала примерно половину профиля кулачка и при этом имела небольшое натяжение. Если износ кулачка значительный – необходима полноценная расточка.

Как проточить?

Для проточки кулачков следует соблюдать определенный порядок:

1. Установить их, сопоставив с отверстием токарного патрона.
2. Осуществить зажим кольца так, чтобы оно могло двигаться свободно.
3. Понадобятся два резца: один для расточки канавок, а второй – для разработки плоскостей.
4. Начиная с низких оборотов следует найти оптимальный режим вращения.
5. Резец для разборки плоскостей необходимо установить так, чтобы по всей плоскости кулаков происходило соприкосновение.

Так осуществляется конусная расточка и заготовка сможет крепиться надежно и безопасно.

Шлифовка

Это финишный этап растачивания, который проводится только в случае, если есть реальная необходимость. На этом же этапе проводится проверка металлическим валом. Вал закрепляется в патрон токарного станка и с его помощью определить, есть ли биение. При наличии биения требуется дополнительная шлифовка.

Читайте также:  555-й таймер. Часть 1. Как устроен и как работает таймер NE555. Расчёт схем на основе NE555

Токарный патрон

Токарный патрон самоцентрирующий спирально-реечный из стали или чугуна, предназначен для установки на универсальные токарные, револьверные, внутришлифовальные станки, делительные головки и различные приспособления.

3 х кулачковый патрон 3 х кулачковый токарный патрон

Токарные патроны изготавливаются 2 типов:

ТИП 1 — с цилиндрическим центрирующим пояском и креплением через промежуточный фланец по ГОСТ 3889-80; ТИП 2 — с креплением непосредственно на фланцевые концы шпинделей под поворотную шайбу по ГОСТ 12593-72.

Патроны обоих типов изготавливаются исполнений:

исполнение 1 — с цельными кулачками (нечетные) исполнение 2 — со сборными кулачками (четными)

У двух, четырёх и шестикулачковых патронов к обозначению спереди добавляется индекс — цифра 2, 4 и 6 соответственно. У трёхкулачкового патрона такой индекс отсутствует.

Виды токарных патронов

На сегодняшний день, пользуются спросом следующие виды токарных патронов:

Белорусские:

Польские:

Китайские:

Из чего состоит токарный патрон:

№1 — Ключ №2 — Пружина №3 — Втулка №4 — Стопор №5 — Шестерня №6 — Фланец №7 — Диск спиральный №8.1 — Кулачок прямой №8.2 — Кулачок обратный №9.1 — Рейка (кулачек базовый — сборный) №9.2 — Кулачек накладной прямой №9.3 — Кулачек накладной обратный №9.4 — Кулачок накладной мягкий №10. — Корпус

Принцип работы токарного патрона.

В корпусе 3 этого патрона заложена стальная коническая шестерня 4, на обратной стороне которой имеется спиральная канавка. На кулачках 2 патрона сделано несколько выступов, которые входят в спиральную канавку шестерни 4.

При вращении одной из трех шестерен 1 посредством ключа (квадратный хвост которого входит в такое же отверстие в торце шестерни) вращается шестерня 4.

Под действием спирали, нарезанной на обратной стороне этой шестерни, кулачки будут перемещаться в пазах корпуса патрона, что и требуется для закрепления детали.

Допустимое биение токарных патронов

Биение точно обработанной детали, закрепленной в новом спиральном патроне, составляет 0,06—0,12 мм (в зависимости от диаметра патрона). Величина этого биения быстро возрастает вследствие износа рабочих поверхностей спирали шестерни и выступов кулачков.

Точность центрирования патроном зависит и от состояния пазов, по которым перемещаются кулачки. При износе этих пазов кулачки при закреплении детали отходят от корпуса патрона и положение детали получается неправильным.

Читайте также:  Что важно знать про пильные диски по алюминию (пластику), стали и мультиматериалам.

При выходе изготавливаемой детали за пределы допусков, лучший вариант, заменить всю систему соприкасающихся пар токарного патрона (при условии, что до этого были нормальные, допустимые отклонения):

• шестерня (№5)
• диск спиральный (№7)
• кулачки (прямые, обратные)

СМОТРИТЕ ВИДЕО:

Эксплуатация, устройство и обслуживание трёхкулачкового токарного патрона.

Свертывание патрона производится посредством деревянной ваги, вкладываемой между его кулачками. Необходимо быть особенно осторожным, когда свертывание патрона подходит к концу, чтобы избежать ранения рук. Под свертываемый патрон надо подкладывать деревянную доску.

Основные советы и рекомендации

У любого опытного токаря существует несколько своих секретов по оптимальному процессу расточки кулачков токарного патрона. Чаще всего работают следующие рекомендации:

• когда мастер делает выточку на кулачках, он должен их раздвинуть на 2/3 от максимального вылета;
• зажимная шайба должна устанавливаться на максимально близкое расстояние к торцам кулачков;
• при расточке кулачков, кольцо, которое зажимается в выточке должно быть максимально жестким.

Эти тонкости необходимо знать, чтобы расточка была эффективной и достигла нужного результата.

Если кулачки токарных станков не растачивать, то это приведет к биению патрона, а затем и к поломке основных узлов. Важно соблюдать все этапы данной операции и помнить, что патрон в любом случае придется демонтировать.

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 установки

Перед его установкой , следует тщательно проверить состояние поверхностей шпинделя и патрона. Поверхности не должны иметь забоин, царапин, заусениц и загрязненных мест.

Выявленные дефекты устраняются точечно надфилем, или шабером.Следует проверить биение торца и конуса посадочной базы шпинделя, которое не должно превышать трёх микронов.

Завести в него металлический прут или трубу диаметром около 20 мм. зажать её кулачками. С напарником взявшись с двух сторон за прут, или при помощи подъёмных механизмов, через монтажную петлю, переместить патрон на монтажную подставку закрепленную на суппорте станка.

Направляющую установить в задней бабке. Патрон следует сместить перекатыванием к оси шпинделя.

Продольной подачей переместить его к фланцу шпинделя так, что бы шпильки патрона не доходили до посадочных отверстий порядка 10 мм. В станке следует установить нейтральную скорость для свободного вращения шпинделя.

Заднюю бабку с полностью убранной пинолью подать вперед к патрону так, что бы направляющая зашла на всю ширину призм кулачков и зафиксировать заднюю бабку.

Читать также: Вальцовочные станки для листового металла

Зажать кулачки патрона для переноса тяжести на направляющую. Совместить шпонку на фланце шпинделя с посадочным отверстием. Поворотную шайбу выставить в положение открытых отверстий. Пинолью подать патрон вперед до упора.

Убедившись, что все гайки шпилек вышли с обратной стороны фланца шпинделя, повернуть поворотную шайбу в замкнутое положение. Зажать верхнюю гайку с усилием достаточным для переноса веса патрона на шпиндель. Распустить кулачки и отвести заднюю бабку назад. Обжать гайки по правилу крест на крест равномерно распределяя усилие между шпильками.

После завершения монтажа, патрон следует проверить на осевое и торцевое биение. В случае превышения норм, следует его снять и внимательно продефектовать все сопрягаемые части этого узла.

Видео: монтаж легкого патрона на резьбовом креплении.

Читайте также:  Виды, применение и способы заточки фрез

2.1. Эксплуатация трехкулачкового патрона токарного станка

Виктор Леонтьев. 13 апр. 2014 г. Из курса «Токарное мастерство»

• Суть и значение центрирования на токарном станке
• Обзор токарных патронов и их элементов
• Разборка патрона
• Сборка патрона с посадкой «на фланец»
• Сборка патрона с конусно-торцевой установочной базой1
• Кулачки патрона
• Съем и установка кулачков
• Ключи для патрона
• Пользование патроном
• Смазка внешнего механизма патрона

Полезные ссылки по теме. Дополнительная информация

Демонтаж патрона

Порядок демонтажа зависит от способа фиксации патрона на валу электродрели или станка. Существует два вида крепления – резьба и конус Морзе. Резьбовой крепление применяется в ручных инструментах, патрон навинчивается на вал и фиксируется стопорным винтом. Следует учесть, что резьба на винте является левосторонней и раскручивать необходимо по часовой стрелке. В маркировке патронов присутствует обозначение резьбы, например М13 для метрической или UNF-1/2 для дюймовой.

Конус Морзе чаще всего применяется на сверлильных станках, но нередко данный тип фиксации применяется и в ручном инструменте. Определить его можно по маркировке патрона – литера В и максимальный диаметр сверла, например В12.

Чтобы снять резьбовой патрон в первую очередь максимально раздвиньте лепестковые фиксаторы патрона для доступа к стопорному винту с левосторонней резьбой.

Дальнейшие действия:

• Подготовьте рожковый ключ под размер гайки на валу дрели.
• Зафиксировав гайку, открутите винт по часовой стрелке. При необходимости зафиксируйте патрон в тисках и нанесите несколько ударов по винту через стальной стержень. Это облегчит вращение винта.
• Далее открутите патрон по часовой стрелке. При необходимости приложения больших усилий используйте шестигранный ключ.
• В крайнем случае, зажмите патрон в тисках как указано на рисунке ниже, зафиксируйте в головке вороток и нанесите по нём удары.

После очистки и смазки патрон устанавливается в обратной последовательности. При установке стопорного винта нанесите немного краски на резьбу.

Для станков и дрелей с конусом Морзе существуют специальные съёмники. Старые модели можно разобрать, подбивая клин с разных сторон или путем легких ударов по торцу. Для облегчения процесса, на несколько часов можно смазать вал керосином или проникающей смазкой.

Точность и качество обработки на токарном станке во многом зависит от установленного патрона. Патрон для токарного станка по дереву обеспечивает закрепление заготовки штучного или пруткового типа и передает основное движение резания.

Обработка с высокими скоростями резания требует от патрона высокой точности центрирования и надежности крепления заготовки.

Разновидность

Патроны отличаются по конструкции в зависимости от функционального и технологического назначения.

Классифицируют токарные патроны по нескольким признакам:

• Способ крепления к станку: на фланец шпинделя, с использованием переходного фланца, прямо на шпиндель станка.
• Установка кулачков: с независимым перемещением, с установкой непосредственно на фланце шпинделя.
• Принцип закрепления заготовки: ручной, механизированный (с гидравлическим или пневмоприводом).

Принцып ручного закрепления заготовки

Использование механизированного привода снижает затраты вспомогательного времени на установку и закрепление заготовки. Привод обеспечивает точное положение заготовки и центрирование при установке, такой механизм способствует повышению точности обработки.

Токарные патроны имеют разное количество кулачков. Они могут быть 2, 3 и 4 кулачковыми. Кулачки находятся в непосредственном контакте с заготовкой при работе, удерживают ее в одном положении. Бывают прямые и обратные.

Дерево (заготовка) фиксируется за наружную поверхность или отверстие для деталей в виде тел вращения, за наружные грани крепятся призматические детали.

Патрон является сложным технологическим изделием, сборной конструкции. При изготовлении сборочных единиц используются различные материалы. Корпус выполняется из серого чугуна марки СЧ 30. Материалом для деталей служит инструментальная сталь с высоким пределом прочности и термической обработкой. Шероховатость на рабочих поверхностях не выше 1,6.

Классификация

В зависимости от конструктивного исполнения токарные патроны бывают:

• рычажные;
• самоцентрирующиеся;
• клиновые;
• цанговые;
• мембранные.

Рычажный вид

Едва ли не самая популярная конструкция. Действие механизма основывается на перемещении кулачков и зажимов за счет подвижности двухплечего рычага. Наличие гидропривода позволяет оптимизировать конструкцию.

К основной характеристике устройства относится количество зажимов для закрепления кулачка и способность к смещению по рабочему диску. Настроить такой патрон достаточно сложно, особенно при нестандартной обработке.

Переналадка происходит по двум схемам:

• Независимая регулировка кулачков – операция трудоемкая и выполняется не для каждой конструктивного типа патрона.
• Синхронное перемещение кулачков ключом.

Для проведения наладки специальный ключ устанавливается в паз для настройки гидропривода.

При работе с устройством подобного типа отмечается небольшой люфт детали при вращении. По этой причине рычажные конструкции чаще используются при черновой обработке.

Самоцентрирующийся вид

Заготовка центруется в патроне за счет одновременного перемещения кулачков, что характерно трехкулачковому самоцентрирующемуся патрону. Синхронное перемещение всех кулачков обеспечивается за счет вращения диска, на торце которого сделаны пазы по спирали Архимеда.

С противоположной стороны диска нарезано коническое зубчатое колесо. Оно входит в зацепление с тремя малыми кончиками. При повороте ключа приводится во вращение малое зубчатое коническое колесо, находящееся в зацеплении с диском.

Диск начинает вращение и перемещает кулачки, вставленные в пазы спирали. Изменением направления вращения производится сведение или разведение кулачков от центра. Сведение или разведение кулачков сопровождается зажимом или отжимом заготовки.

В патронах с механизированным приводом усилие зажима обеспечивает гидроцилиндр или пневмоцилиндр, установленный с задней стороны шпинделя. Шток цилиндра соединяется посредством тяги с механизмом перемещения кулачков в патроне. Тяга проходит через центральное отверстие в шпинделе. Перемещение поршня в одну или другую сторону означает, что заготовка зажимается либо освобождается.

Клиновой вид

Строение клинового патрона

Клиновая конструкция появилась после усовершенствования рычажного патрона.

Точность перемещения каждого кулачка удалось обеспечить после установки отдельных механических или пневматических приводов, что позволило использовать устройство на точных операциях.

Клиновой патрон наделен неоспоримым преимуществом перед прочими исполнениями. У него есть функция смещения оси заготовки от центральной оси станка. Присутствие эксцентриситета расширяет возможности станка по обработке деталей сложной конфигурации.

Характерные особенности при работе с клиновыми патронами:

• Трудности при настройке на операцию.
• Высокая точность установки при низком проценте погрешности.
• Равномерно распределенная нагрузка от усилия зажима каждым кулачком повышает надежность закрепления заготовки.

Токарный станок с устройством ЧПУ нуждается в быстрой переналадке. В таких станках устанавливают зажимные модули с возможностью подключения к системе управления.

Материал, из которого изготавливают клиновые патроны, должен соответствовать высоким стандартам качества. Нельзя допускать изменения рабочих характеристик патрона в процессе обработки с высокой скоростью.

Цанговый вид

Цанговый пневматический патрон для токарного станка

Закрепить быстро и надежно цилиндрическую деталь на токарном станке поможет цанговый патрон. Во время первой установки могут возникнуть трудности, специалисту следует изучить инструкцию, а также технический паспорт изделия.

Цанга, являющаяся основным элементом конструкции, представляет собой втулку с продольными осевыми прорезями. За счет прорезей формируются упругие зажимные лепестки. Они служат кулачками при зажиме заготовки. Их количество варьируется от 3 до 6 в соответствии с диаметром втулки. Цанга помещается в корпус с зажимной гайкой.

Установленную во втулку заготовку равномерно обжимают лепестки за счет давления гайки на конус, который создает сжимающее усилие. Заготовка получает жесткую фиксацию, а радиальное биение почти отсутствует.

Патрон цангового типа рассчитан на длительный период эксплуатации, а количество закреплений-снятий не регламентируется. Мастеру необходимо выработать принцип работы на станке, с помощью которого коэффициент полезного действия будет оптимальным. Современные агрегаты легко поддаются настройке, многие мастерские предлагают услуги по установке такого оборудования.

Мембранный вид

Токарные патроны мембранного типа характеризуются высокой точностью центрирования и закрепления заготовки.

Мембрана из упругого материала располагается на фланце механизма. На нее устанавливаются зажимные кулачки со сменными губками. Количество кулачков варьируется быть от 3 до 8.

При закреплении заготовки включается пневмопривод.

Пневмопривод токарного станка

Под давлением мембрана прогибается, губки расходятся на 0,1–0,2 мм. Заготовка заводится в патрон до упора и привод отключается. Под действием упругих сил мембрана стремится вернуться в первоначальное положение. Губки обжимают заготовку.

Подобный процесс занимает небольшое количество времени, но от мастера требуется щепетильность, внимательность и осторожность. Не стоит легкомысленно относиться к производственному процессу. Детали агрегата легко выходят из строя под давлением.

Мембрана, выполненная из пружинной стали, прочно удерживает заготовку при обработке. С увеличением количества кулачков повышается точность центрирования.

Применяют мембранные патроны на чистовых операциях с малыми силами резания. Специфика работы известна далеко не каждому мастеру, необходимо изучить нормативную базу, а также рекомендации профессионалов.

Как выбрать деталь

Оптимальную модель патрона для станка выбирают, руководствуясь комплексной методикой. В первую очередь учитывают технические данные станка и выполняемые операции. Исходя из этого, анализируют следующие параметры.

Рабочий диаметр – специалисты обращают внимание на наружный диаметр устройства и размер доступный для установки на подобном оборудовании. Важен посадочный размер проточки и расположение крепежа.

Конструктивное исполнение – имеет значение способ закрепления заготовки, расположение и число кулачков.

Параметры обрабатываемых деталей – необходимо знать максимальный и минимальный диаметр по валу и отверстию будущей заготовки, вес, длину, конфигурацию. Эти факторы влияют на метод крепления – прямыми или обратными кулачками.

Размер отверстия полого шпинделя под установку заготовки из прутка. А также диапазон частот вращения.

Условия эксплуатации токарного патрона требуют размещения в закрытом помещении, где исключено негативное воздействие природных факторов и агрессивных сред, способных вызвать коррозию.

Токарный патрон является неотъемлемой частью токарного станка и без него механическая обработка невозможна.

Видео по теме: Самодельный токарный патрон

Токарные станки даже в наше время играют огромную роль в производстве тех или иных деталей. Все комплектующие и вся оснастка на любых станках меняется со временем, так как поддаётся изнашиванию.

Все эти элементы оборудования должны быть качественными и прочными, так как качество готовой продукции целиком и полностью зависит от качества установленных деталей. Так и патрон токарного станка. Именно без этого элемента станок становится бесполезным. Ниже мы разберём всё, что касается этого элемента токарного станка. Начнём с того, что узнаем, что это за деталь.

Разновидность

Патроны отличаются по конструкции в зависимости от функционального и технологического назначения.

Классифицируют токарные патроны по нескольким признакам:

• Способ крепления к станку: на фланец шпинделя, с использованием переходного фланца, прямо на шпиндель станка.
• Установка кулачков: с независимым перемещением, с установкой непосредственно на фланце шпинделя.
• Принцип закрепления заготовки: ручной, механизированный (с гидравлическим или пневмоприводом).

Принцып ручного закрепления заготовки Использование механизированного привода снижает затраты вспомогательного времени на установку и закрепление заготовки. Привод обеспечивает точное положение заготовки и центрирование при установке, такой механизм способствует повышению точности обработки.

Читайте также:  Электрическая лебедка: принцип действия и особенности подбора

Токарные патроны имеют разное количество кулачков. Они могут быть 2, 3 и 4 кулачковыми. Кулачки находятся в непосредственном контакте с заготовкой при работе, удерживают ее в одном положении. Бывают прямые и обратные.

Дерево (заготовка) фиксируется за наружную поверхность или отверстие для деталей в виде тел вращения, за наружные грани крепятся призматические детали.

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.

Классификация

В зависимости от конструктивного исполнения токарные патроны бывают:

• рычажные;
• самоцентрирующиеся;
• клиновые;
• цанговые;
• мембранные.

Рычажный вид

Едва ли не самая популярная конструкция. Действие механизма основывается на перемещении кулачков и зажимов за счет подвижности двухплечего рычага. Наличие гидропривода позволяет оптимизировать конструкцию.

К основной характеристике устройства относится количество зажимов для закрепления кулачка и способность к смещению по рабочему диску. Настроить такой патрон достаточно сложно, особенно при нестандартной обработке.

Переналадка происходит по двум схемам:

• Независимая регулировка кулачков – операция трудоемкая и выполняется не для каждой конструктивного типа патрона.
• Синхронное перемещение кулачков ключом.

Для проведения наладки специальный ключ устанавливается в паз для настройки гидропривода.

При работе с устройством подобного типа отмечается небольшой люфт детали при вращении. По этой причине рычажные конструкции чаще используются при черновой обработке.

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.

Самоцентрирующийся вид

Заготовка центруется в патроне за счет одновременного перемещения кулачков, что характерно трехкулачковому самоцентрирующемуся патрону. Синхронное перемещение всех кулачков обеспечивается за счет вращения диска, на торце которого сделаны пазы по спирали Архимеда.

С противоположной стороны диска нарезано коническое зубчатое колесо. Оно входит в зацепление с тремя малыми кончиками. При повороте ключа приводится во вращение малое зубчатое коническое колесо, находящееся в зацеплении с диском.

Читайте также:  Как своими руками смастерить удобный стеллаж для столярного инструмента

Диск начинает вращение и перемещает кулачки, вставленные в пазы спирали. Изменением направления вращения производится сведение или разведение кулачков от центра. Сведение или разведение кулачков сопровождается зажимом или отжимом заготовки.

Клиновой вид

Строение клинового патрона

Клиновая конструкция появилась после усовершенствования рычажного патрона.

Точность перемещения каждого кулачка удалось обеспечить после установки отдельных механических или пневматических приводов, что позволило использовать устройство на точных операциях.

Клиновой патрон наделен неоспоримым преимуществом перед прочими исполнениями. У него есть функция смещения оси заготовки от центральной оси станка. Присутствие эксцентриситета расширяет возможности станка по обработке деталей сложной конфигурации.

Характерные особенности при работе с клиновыми патронами:

• Трудности при настройке на операцию.
• Высокая точность установки при низком проценте погрешности.
• Равномерно распределенная нагрузка от усилия зажима каждым кулачком повышает надежность закрепления заготовки.

Токарный станок с устройством ЧПУ нуждается в быстрой переналадке. В таких станках устанавливают зажимные модули с возможностью подключения к системе управления.

Материал, из которого изготавливают клиновые патроны, должен соответствовать высоким стандартам качества. Нельзя допускать изменения рабочих характеристик патрона в процессе обработки с высокой скоростью.

Планшайбы

Планшайба – круглая металлическая пластина с отверстиями для крепления саморезами, монтируется на вал станка посредством резьбы или болтов. Различаются диаметром, наличием либо отсутствием зубцов и дополнительных крепёжных элементов. Используется для точения тарелок, чаш и других подобных изделий. Часто изготавливается своими руками. Работа с планшайбой продумывается так, чтобы часть древесины, в которую вкручиваются шурупы, впоследствии была удалена.

Планшайба для 4-кулачкового патрона

Цанговый вид

Цанговый пневматический патрон для токарного станка

Закрепить быстро и надежно цилиндрическую деталь на токарном станке поможет цанговый патрон. Во время первой установки могут возникнуть трудности, специалисту следует изучить инструкцию, а также технический паспорт изделия.

Цанга, являющаяся основным элементом конструкции, представляет собой втулку с продольными осевыми прорезями. За счет прорезей формируются упругие зажимные лепестки. Они служат кулачками при зажиме заготовки. Их количество варьируется от 3 до 6 в соответствии с диаметром втулки. Цанга помещается в корпус с зажимной гайкой.

Читайте также:  Что можно резать алмазным диском? Можно ли резать металл диском по бетону

Установленную во втулку заготовку равномерно обжимают лепестки за счет давления гайки на конус, который создает сжимающее усилие. Заготовка получает жесткую фиксацию, а радиальное биение почти отсутствует.

Патрон цангового типа рассчитан на длительный период эксплуатации, а количество закреплений-снятий не регламентируется. Мастеру необходимо выработать принцип работы на станке, с помощью которого коэффициент полезного действия будет оптимальным. Современные агрегаты легко поддаются настройке, многие мастерские предлагают услуги по установке такого оборудования.

AlfFisher. Моя работа: Самодельный токарный патрон.

Всем привет. Сегодня я расскажу как сделать 4-х кулачковый токарный патрон, который позволяет надежно и безопасно удерживать заготовки. Причем для его изготовленияне понадобится сложное оборудование. Достаточно дрели и лобзика. Этот патрон, аналог моего металлического патрона: = только сделан он из фанеры. Металлическими в этом патроне являются только болты (кулачки), гайки и крепеж. Конечно фанерный патрон по жесткости будет уступать патрону из металла, тем не менее усилие зажима у такого патрона вполне достаточное. Основой патрона служит фанерная планшайба толщиной 30 мм, склеенная из 3-х слоев 10 мм фанеры. На планшайбе 4 смонтированы фанерные крепежные элементы 3, которые удерживают гайки 5, а в них ввинчены болты-кулачки.

Гайки удерживаются в гнездах при помощи пластин 2, притянутых болтами М8 — М10.

Рис. 1 Патрон с фанерной планшайбой.

Я выбрал именно такой способ фиксации (без дополнительных шпонок, штифтов и т.п.) так как не применяю при затягивании болтов экстремальные усилия,

в этом случае гайки просто вылезут из хомутов. Но при желании можно сделать на гайке 2 выборки и сместить крепежные болты ближе к оси резьбы:

Рис. 2 Гайка с вырезами.

Далее включив дрель и установив на УШМ круг малого диаметра сделать выборку в торце головки Рис. 3. После при помощи сверла, зажатого в шуруповерт или в ручные тиски просверлить отверстие под центр.

Рис. 3 Выборка радиуса

Теперь останется сделать центр из подходящего стержня, вклеив его в кулачок на «фиксатор резьбы» (Loctite)

Рис. 4 Центр в отверстии кулачка.

alffisher.blogspot.com

Мембранный вид

Токарные патроны мембранного типа характеризуются высокой точностью центрирования и закрепления заготовки.

Мембрана из упругого материала располагается на фланце механизма. На нее устанавливаются зажимные кулачки со сменными губками. Количество кулачков варьируется быть от 3 до 8.

При закреплении заготовки включается пневмопривод.

Пневмопривод токарного станка

Под давлением мембрана прогибается, губки расходятся на 0,1–0,2 мм. Заготовка заводится в патрон до упора и привод отключается. Под действием упругих сил мембрана стремится вернуться в первоначальное положение. Губки обжимают заготовку.

Подобный процесс занимает небольшое количество времени, но от мастера требуется щепетильность, внимательность и осторожность. Не стоит легкомысленно относиться к производственному процессу. Детали агрегата легко выходят из строя под давлением.

Мембрана, выполненная из пружинной стали, прочно удерживает заготовку при обработке. С увеличением количества кулачков повышается точность центрирования.

Применяют мембранные патроны на чистовых операциях с малыми силами резания. Специфика работы известна далеко не каждому мастеру, необходимо изучить нормативную базу, а также рекомендации профессионалов.

Моя самоделка, маленький самодельный токарный станок. — Законченные проекты

Чертежи, если получится, выложу завтра.

Немного подробностей о конструкции:

Читайте также:  Приспособление для заточки сверл: простые и доступные самодельные устройства

Направляющие — стержни передних стоек амортизаторов ВАЗ 2109 диаметром 22 мм, со стороны тонкой резьбы обрезаны и проточены под стандартную резьбу М14 х 1,5, с другой стороны она уже есть.

Пришлось заказать корпус шпинделя, ось и заднюю опору для направляющих. Отверстия для направляющих и оси шпинделя делали с одной установки на координатке, от этого зависит точность. При сборке использовал прокладки из латунной фольги для установки направляющих. При следующих замерах выяснилось, что точность установки направляющих по оси шпинделя у задней опоры по горизонтали получилась 0,02 мм, по вертикали 0,05 мм. Для моих задач более чем нормально.

Для супорта использовал болванку с отверстием под втулки для передней направляющей. Болванка и втулки разрезаны ти стянуты винтами для регулировки люфта. В задней отфрезерована ступенька которой супорт опирается через латунную прокладку на заднюю направляющую. Снизу поджимается пластиной 3мм. На супорт сверху привинчен однокоординатный столик от какого-то оптического прибора. Выточил для него ходовой винт М6 латунную гайку и два упора практически вручную. сверху на столике прикручена 5 мм пластина и резцедержатель. Продольный ходовой винт из стандартной шпильки М12, их на строительных ранках продают, закреплен в латунных втулках на корпусе шпинделя и задней опоры.

Задняя бабка сделана из куска 70 мм уголка, 12 мм пластины, в которой профрезерован треугольный паз под переднюю направляющую, и ступенька под заднюю, а также отрезка 20 мм стержня. Все это сварено «на глазок» но желательно поточнее. Затем бабка устанавливается на свое место. Нижний поджим на бабке регулируется так, чтобы она перемещалась вдоль направляющих с достаточно большим усилием. В патрон шпинделя зажимается сверло небольшого диаметра (я начал с 4 мм) и перемешая бабку кшпинделю, потихонечку, аккуратно просверливается в ней продольное отверстие. Затем сверло на 0,5 мм больше и тоже повторяется. И так до диаметра 6,7мм. Приличная соосность гарантируется. Затем, в патрон — метчик М8 и Поворачивая патрон воротком в задней бабке нарезается резьба.

В принципе, в кратце все. Буду рад если кому-то пригодится.

В задней бабке вращающегося центра у меня нет, когда нужно, использую каленый неподвижный центрик, который вставляется вместо сверла в цанговый патрончик задней бабки.

www.chipmaker.ru

Как выбрать деталь

Оптимальную модель патрона для станка выбирают, руководствуясь комплексной методикой. В первую очередь учитывают технические данные станка и выполняемые операции. Исходя из этого, анализируют следующие параметры.

Рабочий диаметр – специалисты обращают внимание на наружный диаметр устройства и размер доступный для установки на подобном оборудовании. Важен посадочный размер проточки и расположение крепежа.

Конструктивное исполнение – имеет значение способ закрепления заготовки, расположение и число кулачков.

Параметры обрабатываемых деталей – необходимо знать максимальный и минимальный диаметр по валу и отверстию будущей заготовки, вес, длину, конфигурацию. Эти факторы влияют на метод крепления – прямыми или обратными кулачками.

Размер отверстия полого шпинделя под установку заготовки из прутка. А также диапазон частот вращения.

Условия эксплуатации токарного патрона требуют размещения в закрытом помещении, где исключено негативное воздействие природных факторов и агрессивных сред, способных вызвать коррозию.

Токарный патрон является неотъемлемой частью токарного станка и без него механическая обработка невозможна.

Патроны двух- и трехкулачковые универсальные пневматические

Патроны устанавливаются на переходном фланце по диаметру D1; кулачки самоцентрирующие крепятся болтами.

Размеры в мм

D	D1	D2	D3	H (не более)	B	Винты ку­лачковые	Винты присоедини­тельные	d2	Отверстия соединительные	h	Ход кулачка
I	II	d	Количество на кулачок	d1	Коли­чество	d3	I	II
I	II
100	72	75	86	70	30	30	M10	2	M10	4	6	M12	M8	4	3	6	3
130	100	82,6	112	80	4
160	130	104,8	142	90	35	35	M12	M16	8	5
200	165	133,4	180	100	40	40	M12	M20	M10	6
250	210	171,5	226	110	50	40	M16	M16	M12	7
320	270	235	290	125	60	50	M20	М27	M16	10	8
400	340	330,2	368	145	75	60	3	6	10
500	440	465	175	M20	M36	6	6	12	12

Примечание:

1. Основные размеры по ГОСТу 5410-50.
2. Предельные отклонения размеров D1 по А (ОСТ 1012), размеров D2 по 4-му классу точности.
3. Размеры D3, В, d, d1, d2 и S — рекомендуемые.