3-х кулачковый патрон с пневматическим приводом – Чертежи, 3D Модели, Проекты, Бесплатно

Особенности использования и назначение

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

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

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

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

О классификации

Читайте также:  Назначение, виды и конструкция токарно-карусельных станков

Любой токарный патрон можно отнести к одной из двух групп: он или цанговый, или кулачковый. Первые производятся с не/выдвижной или втягиваемой втулкой, которая закрепляет деталь в требуемом положении. Вторые делают с несколькими подвижными сегментами, которые называются кулачками. Благодаря им и осуществляется фиксация деталей. Кулачки могут быть использованы в большом количестве операций. Они могут отличаться между собой назначением и особенностями конструкции. Если говорить о классификации, то патрон токарный может быть отнесен к определенной группе зависимо от одного из показателей:

1. Количество кулачков. Варьируется от двух до шести.
2. Особенности крепления. Располагается на внутренней или внешней поверхности.
3. Специфика исполнения. Цельные, накладные или сборные кулачки.
4. Используемый привод. Может быть механический или ручной.

Все это влияет на особенности использования и предназначенность для определенных функций.

Виды токарных патронов в зависимости от механизма фиксации

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

Цанговые

Эта разновидность крепежей собой представляет втулку с осевыми прорезями, в которых находятся лепестки-фиксаторы.

С конструктивной точки зрения этот тип патронов включает в себя подающую цангу с лепестками и втулкой.

Цанговые модели используются для следующих целей:

• заточка фрез и сверл;
• обработка прутьев из металла;
• закрепление заготовок.

Однако, они имеют и свои недостатки, к которых можно отнести сравнительно небольшие диаметры заготовок.

В том случае, если патрон цангового типа не подходит для обработки той или иной заготовки, то придется воспользоваться специальными вкладышами-выравнивателями.

Рычажные

До недавней поры эта разновидность считалась самой популярной. Принцип их действия базируется на перемещении зажимных кулачков с помощью смещения специального рычага. Стоит также отметить, что для более точной настройки конструкция оснащена гидравлическим приводом.

Однако, подбор положения детали — это крайне непростой процесс. Это в особенности заметно, когда требуется произвести нестандартную обработку, используя патрон кулачковый.

А также при работе иногда наблюдается несущественный люфт заготовки при вращении. Потому фиксаторы рычажного типа используются преимущественно для целей черновой обработки.

Клиновые

Этот вариант — усовершенствованная версия рычажной разновидности изделия. Большая точность тут достигается благодаря тому, что каждый отдельно взятый кулачок оснащен собственным механическим или пневматическим приводом.

Эти конструкции используются для осуществления точной токарной обработки. Достоинством клиновых токарных патронов считается возможность перемещения центральной части детали относительно вращающейся оси. Из этого можно сделать вывод, что с их помощью можно делать даже сложные детали.

Эти детали характеризуются следующими особенностями:

• Трудоемкая настройка;
• Высокий уровень точности настраиваемых характеристик, несущественная погрешность в процессе обработки;
• Надежная фиксация, которая достигается благодаря грамотному распределению давлений на кулачках.

Для оборудования с ЧПУ крайне важна возможность оперативного изменения настроек. Потому в таких станках применяются особые патроны, которые подключаются непосредственно к управляющему блоку.

Читайте также:  Как сделать почтовый ящик своими руками

Важно и то, что к материалам, из которых делаются патроны клинового типа, предъявляются специфические требования. В большинстве случаев процесс обработки подразумевает применение высоких оборотов, потому качества устройства-фиксатора должны оставаться неизменными.

Установка и закрепление деталей в патронах

Токарный патрон

Короткие детали обычно устанавливают и крепят в патронах, которые подразделяются на простые и самоцентрирующие.

Четырехкулачковые патроны

Простые патроны изготовляют обычно четырехкулачковыми (рис. 41). В таких патронах каждый из четырех кулачков (1, 2, 3 и 5) перемещается своим винтом 4 независимо от остальных. Это позволяет устанавливать и закреплять в них детали, имеющие несимметричную наружную форму. При закреплении детали в четырехкулачковом патроне необходимо ее правильно установить, чтобы она не била при вращении.

Рис. 41 Простой четырехкулачковый патрон

Рис. 42. Проверка установки детали при помощи рейсмуса

Правильность установки детали можно проверять чертилкой рейсмуса (рис. 42). Чертилку рейсмуса подводят к проверяемой поверхности, оставляя зазор между ними 0,3-0,5 мм. Детали сообщают медленное вращение и следят за тем, как изменяется этот зазор. По результатам наблюдения отжимают одни кулачки и поджимают другие до тех пор, пока зазор не станет равномерным по всей окружности детали. После этого деталь окончательно закрепляют всеми четырьмя кулачками, равномерно поджимая их ключом один за другим.

После закрепления детали в патроне нужно обязательно вынуть ключ. Если этого не сделать, то при пуске станок может сломаться; кроме того, рабочий подвергается опасности получить увечье.

Самоцентрирующие патроны

Самоцентрирующие патроны (рис. 43) в большинстве случаев применяются трехкулачковые и значительно реже двухкулачковые. Эти патроны очень удобны в работе, так как все кулачки перемещаются одновременно, благодаря чему деталь, имеющая цилиндрическую поверхность (наружную или внутреннюю), устанавливается и зажимается точно по оси шпинделя; кроме того, значительно сокращается время на установку и закрепление детали.

На рис. 43, а показан трехкулачковый самоцентрирующий патрон. В нем кулачки перемещаются при помощи торцового четырехгранного ключа, который вставляют в четырехгранное отверстие 1 (рис. 43, а и б) одного из трех конических зубчатых колес 2. Эти колеса сцеплены с большим коническим зубчатым колесом 3. На обратной плоской стороне колеса 3 нарезана многовитковая спиральная канавка 4 (рис. 43, б). В отдельные витки этой канавки входят нижними выступами все три кулачка 5. Когда ключом повертывают одно из зубчатых колес 2, вращение передается зубчатому колесу 3. Вращаясь, оно посредством спиральной канавки 4 перемещает по пазам корпуса патрона одновременно и равномерно все три кулачка. При вращении диска со спиральной канавкой в ту или другую сторону кулачки приближаются или удаляются от центра, соответственно зажимая или освобождая деталь.

Необходима обращать внимание на прочный зажим детали в кулачках патрона. Если патрон в исправном состоянии, то прочный зажим детали обеспечивается применением ключа с нормальной ручкой (рис. 44). Другие способы зажима, например зажим при помощи ключа и длинной трубы» надеваемой на ручку, применять запрещается.

Рис 43 — Трехкулачковый самоцентрирующий патрон

Читайте также:  Сварка без нагрева металла до высоких температур

Рис. 44. Установка и закрепление детали в патроне и заднем центре

После зажима детали нельзя оставлять ключ в патроне, так как это может привести к несчастному случаю или поломке оборудования.

Кулачки патронов

Кулачки патронов применяют закаленные и сырые. Обычно пользуются закаленными кулачками, так как они изнашиваются медленно. Но при зажиме такими кулачками на деталях с чисто обработанными поверхностями остаются следы в виде вмятин от кулачков. Чтобы избежать получения вмятин, в этих случаях рекомендуется применять сырые (незакаленные) кулачки, которые точно обрабатывают (пригоняют) по диаметру закрепляемой в них детали.

Сырые кулачки удобны еще и тем, что их можно периодически растачивать резцом и тем устранять биение патрона, которое неизбежно при длительной его работе. Растачивают кулачки точно по размеру закрепляемой в них детали.

Установку и закрепление деталей в патроне с поддержкой задним центром применяют при обработке длинных и сравнительно тонких деталей (рис. 44), которые недостаточно закрепить только в патроне, так как сила резания и вес выступающей части детали могут изогнуть ее и вырвать из патрона.

При снятии детали отжимают кулачки патрону и, поддерживая деталь левой рукой, выводят из нее задний центр, для чего правой рукой вращают маховичок задней бабки.

Похожие материалы

Подробнее про цанговые патроны

Ключевым рабочим элементом здесь выступает металлическая втулка. Она может делиться на три, четыре или шесть лепестков. От их количества зависит то, какой максимальный диаметр фиксируемой продукции могут удержать токарные патроны. Ведь металлические пластины захватывают деталь, которая вставляется внутрь втулки. Они же и удерживают ее на протяжении всего рабочего процесса. Конструктивно цанги делят на подающие и зажимные. Особенностью вторых является наличие трех неполных разрезов на стальной закаленной втулке. Первые же используют лепестки пружинящего типа.

Подробнее про кулачковые патроны

Давайте пройдемся по самым популярным вариантам:

1. Самоцентрирующиеся двухкулачковые патроны. Этот вариант используется для того, чтобы крепить сложные фасонные детали, нецилиндрические и несимметрические заготовки. Токарные кулачковые патроны этого типа отличаются способность фиксирования необработанных поверхностей в губках, обеспечивая при этом достаточное сцепление. Это изделие изготавливается из стали и подвергается термообработке подвижных частей. Благодаря чему получаются прочные и износостойкие патроны. Среди недостатков следует упомянуть тот факт, что присутствует высокий риск нарушения центрирования. Это связано с широким зазором между направляющими.
2. Трехкулачковый токарный патрон. Наиболее распространенный вариант. Его можно встретить в домашних мастерских, промышленных производствах, сборочных цехах и гаражах. Обычно сопровождается тяговым приводом. Его присутствие позволяет сократить количество времени, необходимого для фиксации, примерно на 30-80 %. Такая оптимизация позволяет ускорить процесс работы. Это особенно важно в тех случаях, когда есть большая загрузка. Например, подобное есть на серийных станках. Наличие механизированного привода позволяет получить еще одно немаловажное преимущество, а именно – постоянство зажимного усилия. Благодаря этому деталь не вылетает и не перекашивается при любых оборотах.
3. Четырекулачковые токарные патроны. Они используются в тех случаях, когда необходимо обработать несимметрические заготовки при условии, что отверстия для расточки находятся по разным осям или нужно заточить вне центра круглую деталь.

Что это за узел, для чего он нужен?

Токарный патрон — это устройство, предназначенное для установки заготовки на токарных, специальных, универсальных станках. Сам патрон жестко соединяется со шпинделем и передает детали крутящий момент.

Для изготовления поверхностей правильной круглой формы, деталь должна быть выставлена точно в оси вращения шпинделя и не иметь биения. Удобнее всего крепить круглые заготовки, шестигранники, в самоцентрирующийся патрон. Наилучшим вариантом такого патрона является трехкулачковый. Сжимаемая с трех сторон, заготовка сама принимает нужное положение.

В массовом и мелкосерийном производстве при изготовлении мелких и средних деталей типа вал, используют патрон с диаметром корпуса 160 мм. Установленная внутри спираль Архимеда преобразует слабое мускульное усилие при закручивании ключом шестерни, в большую силу, прижимающую кулачки к детали. В результате вручную заготовка прочно крепится в патроне и выдерживает нагрузки при обработке.

Закрепление патронов на токарном станке

Крепление и центрирование токарных патронов производится на шпинделе токарного станка. Диаметры патронов и способы их крепления — стандартизированы. В зависимости от производителя патроны будут обозначаться типом (по ISO) или исполнением (по Гост). Распространенная конструкция конца шпинделя — это крепление типа С или типа D (cam-lock). Существуют и другие конструкции шпинделя.

Для крепления токарных патронов широко используются фланцы и планшайбы, размещаемые на шпинделе. Они имеют такую же конструкцию, как и фланец токарного патрона, однако такие приспособления позволяют значительно повысить универсальность, поскольку на них можно устанавливать различные патроны. На планшайбах имеются многочисленные отверстия для затяжных болтов и центрирующий выступ. При установке патрона на планшайбу или фланец также можно добиться высокой точности.

ГОСТ 2675—80 Патроны самоцентрирующие спирально-реечные трехкулачковые

ГОСТ 2675—80 Патроны самоцентрирующие спиральные трехкулачковые

ГОСТ 2675—80 Патроны самоцентрирующие спиральные трехкулачковые

Читайте также:  Правка и рихтовка металла слесарное дело

Стандарт распространяется на самоцентрирующие спирально-реечные трехкулачковые токарные патроны, устанавливаемые на шпиндели станков через переходные фланцы и непосредственно на фланцевые концы шпинделей.

Всего стандарт предусматривает десять типоразмеров токарных патронов: 80, 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 630 мм.

По способу установки на шпиндели токарные патроны должны изготавливаться следующих 3-х типов:

• Тип 1 — с цилиндрическим, пояском и с креплением через промежуточный фланец по ГОСТ 3889;
• Тип 2 — с креплением на фланцевые концы шпинделей под поворотную шайбу по ГОСТ 12593;
• Тип 3 — с креплением на фланцевые концы шпинделей по ГОСТ 12595.
• Десять типоразмеров — : 80, 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 630 мм;
• Исполнение 1 — с цельными кулачками;
• Исполнение 2 — со сборными кулачками;
• Класс точности — Н – нормальный ; П – повышенный ; В – высокий; А – особо высокий;

Патрон самоцентрирующий трехкулачковый. Тип 1 — с цилиндрическим, пояском и с креплением через промежуточный фланец по ГОСТ 3889

ГОСТ 2675—80 Патрон самоцентрирующий трехкулачковый. Тип 1 — с цилиндрическим, пояском

Патрон самоцентрирующий трехкулачковый. Тип 3 — установка на конус шпинделя, крепится винтами сквозь корпус патрона в торец фланца шпинделя по ГОСТ 12595

ГОСТ 2675—80 Патрон самоцентрирующий трехкулачковый. Тип 3 — установка на конус шпинделя

Виды токарных патронов

Токарные патроны делятся на такие виды:

• Механические. Наиболее распространенный класс патронов, разделяется на кулачковые, поводковые, цанговые. Первая группа сейчас практически вытеснила вторую и, в свою очередь, делится на самоцентрирующиеся, обычно с 3 кулачками, и несамоцентрирующиеся, у которых количество кулачков может быть 2, 4 или 6. Шестикулачковые патроны используются реже всего.
• Механизированные: Пневматические, гидравлические, электрические. Автоматизируют процесс зажима-разжима заготовки с заданным усилием. Гидравлические патроны чаще используются на станках с диаметром патрона больше 200 мм (диаметры импортных патронов указаны в дюймах 6, 8, 10, 12, 15 и далее дюймов). Пневматические патроны применяются на токарных автоматах. Цанговые патроны служат для зажима прутковой заготовки относительно небольшого диаметра. Электрические. не получили широкого распространения.

Токарный патрон с механическим управлением	Патрон с пневматическим приводом

Наружный диаметр токарных патронов находится в пределах 80-1000 мм, из которых наибольшей популярностью пользуются патроны диаметром 80-400 мм. Для изготовления токарных патронов используется сталь и чугун. Особенно прочными выполняются кулачки для токарных патронов, которые испытывают значительные поверхностные и истирающие нагрузки в процессе работы. Поэтому для их производства применяется высококачественная сталь, которая подвергается закалке.

Изготовление токарного патрона по дереву своими руками

Для изготовления кулачковых патронов требуется высокоточное промышленно оборудование и в условиях домашней мастерской сделать их вряд ли возможно. Однако существуют более простые конструкции, соорудить которые своими руками не составит труда.

Самодельная планшайба для точения по дереву с регулируемыми зажимами

Понадобится ровный лист стали толщиной не менее 10 мм, стальной уголок 50×50 мм, восемь болтов М8×30 с гайками и шайбами. Следует заранее продумать, каким образом устройство будет крепиться на станок и, при необходимости, изготовить или приобрести соответствующую резьбовую втулку. После этого можно приступать:

1. Разметить на имеющейся пластине окружность требуемого диаметра и две оси, проходящие через центр и пересекающиеся под прямым углом.
2. Выпилить заготовку планшайбы лобзиком по разметке и тщательно отшлифовать.
3. По полученным осям пропилить сквозные пазы, отступив от центра несколько сантиметров и не доходя 2 – 3 см до краёв. Сделать это проще, предварительно просверлив отверстия немного большего диаметра, чем запасённые болты.
4. От уголка отпилить четыре одинаковых отрезка и просверлить одну из полок каждого тем же сверлом.
5. Во второй полке уголков нарезать резьбу М8 и вкрутить болты.
6. Приварить или припаять резьбовую втулку для крепления на вал.
7. Прикрутить уголки к планшайбе болтами через шайбы.
8. Закрепить полученный патрон по дереву на токарном станке.

Для фиксации таким самодельным патроном уголки перемещаются в нужное положение и закрепляются закручиванием гаек, окончательно деталь поджимается болтами, вкрученными в полки с резьбой.

Двухкулачковые патроны

Читайте также:  Чем красить металлические изделия

Патроны этого типа имеют достаточно простое строение. Они могут быть ручными с двухзаходным винтом или с механическим приводом. В ручных устройствах винт располагается либо среди кулачков, либо сбоку. Главный недостаток двухкулачковых патронов — при перекосе кулачков в направляющих из-за боковых зазоров происходит смещение центра заготовки. Поэтому направляющие тщательно шлифуют, а кулачки подгоняют под них с минимальным зазором. Ходовой винт выполняется из прочных легированных сталей с высоким содержанием хрома. Кулачки производятся из цементируемой стали, термическая обработка которой придает высокую прочность.

Патроны переналаживаемые универсальные для крепления заготовок по фланцевой поверхности

Предназначаются для крепления заготовок с поджимом к торцовой поверхности. Для установки различных заготовок патроны оснащают сменными наладочными устройствами 1, которые центрируются по отверстию.

Зажимающие элементы — два кулачка 2, закрепленные на качающейся траверсе 3, соединенной с пневмоприводом болтами 4. Настройку кулачков на заданный размер осуществляют путем их радиального передвижения. Поворот кулачков происходит автоматически посредством направляющих байонетных пазов. Привод патрона пневматический.

Размеры в мм

H	D ( доп. откл. по А)	D1	D2	D3	h	d	d1
min	max	min	max
65	145	50	250	125	68	15	38	M16	M8
80	190	320	175	70	24	46	M10

Трехкулачковые патроны

Трехкулачковый патрон получил наибольшее распространение. Причина высокой популярности — быстрота крепления деталей, что особенно важно в мелкосерийном производстве, где смена заготовок происходит весьма часто.

В отличие от патронов клинореечного типа, этот патрон не требует времени на переналадку, когда устанавливается заготовка другого размера. Центрирование патрона может выполняться цилиндрическим пояском или конусом.

Патрон представляет массивную планшайбу, в которой прорезаны радиальные пазы. В них перемещаются три кулачка, приводимые в действие конической зубчатой передачей, которая смонтирована внутри планшайбы. Одно из колец снабжено торцевой резьбой, называемой спиралью Архимеда, при помощи которой его можно вращать ключом. При вращении этой спирали происходит одновременное перемещение всех кулачков.

Принцип работы и особенности

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

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

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

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

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

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

Читайте также:  11Т16А станок токарный продольного точения автомат Схемы, описание, характеристики

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

Четырехкулачковые патроны

Патрон этого типа имеет кулачки, которые перемещаются независимо друг от друга, что обеспечивает ему широкие возможности. С другой стороны, из-за потребности в центрировании заготовки закрепление детали требует большего времени, чем на самоцентрируемых устройствах.

Наиболее простые четырехкулачковые токарные зажимы представляют собой чугунную планшайбу, на которой винтами зажимаются кулачки. Планшайба имеет лучевые пазы, на которых возможно размещение дополнительной оснастки.

Для крупных станков используются массивные патроны с Т-образными пазами. Перемещение кулачков выполняется винтами, ось которых лежит на плоскости планшайбы. В таких патронах часто используются составные кулачки.

Выбор токарного патрона

Выбор патрона ведется в зависимости от обрабатываемой детали. Двухкулачковые патроны применяются для зажима небольших фасонных заготовок. Для простых симметричных заготовок чаще всего используются трехкулачковые патроны, которые позволяют быстро закрепить деталь на шпинделе. Чтобы зажать несимметричную деталь, применяются двух- или четырехкулачковые патроны. Благодаря независимому перемещению кулачков, их можно настроить на детали различной формы.

Если длина заготовки превышает ее диаметр в 4 раза и более, то ее крепление выполняется патроном, в зависимости от формы, и подвижным центром задней бабки. Другим вариантом является применение крепления заготовки в центрах с использованием поводкового патрона для передачи вращающего момента. Таким образом можно закреплять деталь, длина которой превышает диаметр в 10 раз. Для еще более длинных заготовок используются дополнительные опоры — люнеты.

Несмотря на все разнообразие патронов для токарных станков с ЧПУ, некоторые детали сложной и несимметричной формы невозможно закрепить в них. Для таких заготовок используются планшайбы с противовесом.

Патрон переналаживаемый универсальный гидравлический

Патрон оснащен сменным наладочным устройством, допускает уста­новку и крепление различных по форме и размерам заготовок, имеющих в качестве базы цилиндрическую наружную или внутреннюю поверхность.

Наладочные устройства центрируются по отверстию цилиндра 8. Эле­менты зажима устанавливаются по рифленой поверхности 7, а также по пазам 1 и 2.

Для зажима служат шесть силовых узлов 6, действующих от пневмо- гидравлического привода (гидравлическая часть смонтирована в корпусе патрона). Одновременно могут работать от одного до шести силовых узлов. Ненужные силовые точки выключают завертыванием гаек 5 до отказа. Избыточное давление в гидравлической среде создается поршнем 9, который приводится в действие от пневматического привода. Для предварительного зажима заготовки служит поршень 10, перемещающийся при повертывании винта 11. Отверстие 4 служит для заливки масла. Манометр 3 указывает давление в гидравлической среде.

Техническая характеристика

• Ход плунжера силового узла 10—14 мм;
• Усилие плунжера силового узла 50—800 кгс;
• Усилие на штоке пневмопривода станка 1200 кгс;
• Ход штока пневмопривода 50 мм.

Назначение.

Материалы изготовления

Корпус токарного патрона изготавливается из чугуна или из закаленной стали. Патрон со стальным корпусом позволяет работать на увеличенных оборотах.

Чугун

Из-за низкой устойчивости к резким механическим нагрузкам, по качественным показателям должен быть не ниже, чем у марки СЧ 30.

Сталь

Конкретное применение марок сталей ГОСТом не предусмотрено, производитель сам выбирает марку стали. Однако, наиболее распространённые стали должны иметь пределы прочности σB не менее 500 МПа и термической обработкой рабочих поверхностей до твердости не менее 43 HRC (с).

Читайте также:  Отличия электросварных и водогазопроводных труб при продаже

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 параметров	Значения величин
Диаметр наружный D, мм	250
Диаметр присоединительного пояска D2, мм	200H7
Диаметр отверстия в корпус D1, мм	76
Диаметр расположения крепежных отверстий, мм, D3	224
Наружный диаметр изделия, зажимаемого в прямых кулачках,мм наибольший	120
Наружный диаметр изделия, зажима­емого в обратных кулачках, мм наибольший	266
Максимально допустимая частота вращения, мин ‘	2000
Высота бортика под фланец	5
Высота патрона без кулачков	85
Высота патрона в сборе	119
Масса патрона, кг	29
Крепеж	6 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:

Схема I :

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.

Схема II :

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;

Читайте также:  Какую арматуру использовать для фундамента?

Радиальное биение a – 0,045мм;

Торцевое биение c – 0,025мм.

Схема III:

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.

Основные размеры и обозначения

Размеры трехкулачковых патронов. Нормируется по ГОСТ 2675-47:

• номинальный диаметр: от 80 (мм) до 630 (мм);
• внутренний диаметр: от 16 (мм) до 190 (мм);
• ширина: от 50 (мм) до 125 (мм);
• ширина кулачков: от 12 (мм) до 60 (мм).

Размеры четырехкулачковых патронов:

• диаметр патрона: от 80 (мм) до 1000 (мм);
• наружный диаметр присоединительного конуса: от 82.563 (мм) до 285.775 (мм);
• размер шпинделя станка: от 5 (мм) до 15 (мм);
• диаметр проходного отверстия: от 40 (мм) до 200 (мм).

Обозначения патронов иностранного производства читаются в соответствии с их принятых норм и доступны в печати для расшифровки. Например:

Таблица токарных патронов производства ОАО «БелТАПАЗ»

Патрон токарный 3–200.33.14 П

• [3] — количество кулачков;
• [200] — наружный диаметр патрона, мм;
• [33] — характеристика, определяемая типом, исполнением, наружным диаметром патрона;
• [14] — Модификация;
• [П] — класс точности.

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.

Читайте также:  Способы проверки работоспособности лампы дневного света

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.

Двухкулачковый

2-х кулачковый

Двухкулачковый невращающийся патрон

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.

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.

По типу исполнения

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

Цельный

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

Сборный

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

Накладной

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

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

Патроны двух- и трехкулачковые универсальные пневматические

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

Размеры в мм

Читайте также:  Бензиновая мотопомпа: универсальный инструмент для дачи и огорода!

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.

Предназначение

Внутри рассматриваемого типа детали находится кулачковый механизм. Эта важная составляющая позволяет центрировать и зажимать заготовку. Происходит это за счет сужения деталей кулачков, а потом зажатие их пинолем. Только после полного закрепления детали можно начинать работу токарного станка по дереву или по металлу. Если процедуру не выполнить, то заготовка может не только выпасть или повредиться, но и нанеси вред мастеру.

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

Патроны трехкулачковые самоцентрирующие рычажные

Конструкция патронов допускает независимую настройку кулачков с по­мощью винтов 1 имеющих нониусное деление.

Соотношение плеч передаточного рычага 2 составляет 1:3,5. Патроны устанавливают на переходном фланце шпинделя токарного станка.

Привод пневматический.

Размеры в мм

d	D	D1 (доп. откл. по А)	D2	D3	н	н1	L	В (доп. откл. по С)	c	l	l1
min	mах
10	180	250	210	171,5	226	160	95	110	34	80	13	25
10	280	350	270	235	290	170	100	130	36	95	15	35
r2 (доп. откл. по C3)	l3	d (доп. откл. по Ал)	b	b1 (доп. откл. по А3)	h	h1	d1	d2	d3	d4	Ход кулач­ ка
20	30	10	16	20	7	6	М39Х2	М16	М12	М12	5
25	40	14	24	22	11	10	М68х 2	М20	М16	М12	6

Патроны поводковые с утопающим центром

Патроны поводковые с утопающим центром предназначены для закрепления деталей по наружной необработанной поверхности с одновременным центрированием подведенным центром 1. Давлением детали центр утепляется и обеспечивает досылку ее торца до упора в базовую поверхность гайки 2.

Запирание центра при зажиме осуществляется автоматически кулач­ками 5, которые сообщают сухарям 4 и ползунам 5 вращение (относи­тельно оси патрона). Благодаря наклонным пазам ползунам сообщается поступательное движение вдоль оси пазов. При этом сухари перемещаются по наклонным пазам и досылают кулачки до упора в гайку 2.

D	d зажима	H
mах	min
170	50	10	70
220	70	20	90

Соседние страницы

• Патроны и оправки мембранные
• Оправки конусные цельные
• Оправки и пробки для установки и крепления заготовок по наружной обработанной поверхности
• Оправки и пробки для установки и крепления заготовок по внутренней обработанной поверхности
• Оправки и пробки для установки и крепления заготовок по внутренней необработанной поверхности
• Оправки и патроны для крепления заготовок по резьбовой поверхности
• Центры вращающиеся
• Тиски машинные
• Столы станочные
• Стойки станочные
• Делительные устройства для станков
• Кондукторы и подставки для накладных кондукторов
• Приспособления захватные к автоматическим линиям

Патроны переналаживаемые универсальные для крепления заготовок по фланцевой поверхности

Предназначаются для крепления заготовок с поджимом к торцовой поверхности. Для установки различных заготовок патроны оснащают сменными наладочными устройствами 1, которые центрируются по отверстию.

Зажимающие элементы — два кулачка 2, закрепленные на качающейся траверсе 3, соединенной с пневмоприводом болтами 4. Настройку кулачков на заданный размер осуществляют путем их радиального передвижения. Поворот кулачков происходит автоматически посредством направляющих байонетных пазов. Привод патрона пневматический.

Размеры в мм

H	D ( доп. откл. по А)	D1	D2	D3	h	d	d1
min	max	min	max
65	145	50	250	125	68	15	38	M16	M8
80	190	320	175	70	24	46	M10

Самостоятельная сборка патрона по чертежам

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

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

Установка оправки

Оправа надевается первой. Установка детали дает возможность закрепить патрон.

Установка самого патрона на шпиндель

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

Закрепление

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

Закрепление заготовки

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

Освобождение патрона

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

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

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

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