Точность и качество обработки на во многом зависит от установленного патрона. Патрон для 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
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
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.
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.
Качество и производительность работы любого оборудования зависит напрямую от состояния его оснастки. Особенно важно точно, быстро и надежно закреплять заготовки на аппаратах с ЧПУ и станках, что работают в составе ГПС. Для сокращения времени на расположение заготовки на станке, а также увеличения надежности и точности ее крепления широко применяются патроны для токарных станков.
Особенности токарного патрона
Токарный патрон - это неотъемлемая часть комплекса оборудования при проведении токарных работ. Эта конструкционная деталь предназначается для закрепления штучных заготовок и пруткового материала на токарно-винторезных, шлифовальных, револьверных и токарных станках, а также металлообрабатывающем оборудовании. С помощью токарного патрона вы можете фиксировать заготовки самых разнообразных размеров. Заготовки крепятся за внутреннюю плоскость его отверстия, наружную поверхность или наружную поверхность для вала.
Токарные патроны с механизированными приводами позволяют уменьшать вспомогательное время, необходимое на установку заготовки на оборудование и снятие её после проведения обработки, чем увеличивают производительность труда. С другой стороны эти изделия повышают точность обработки, так как обеспечивают координацию заготовок относительно рабочих органов токарного станка и их надежное крепление, которое исключает деформацию или смещение при обработке.
Одними из известнейших мировых производителей токарных патронов по дереву в Европе выступают Rohm (Германия), Bison-bial (Польша), а также некоторые отечественные заводы технической оснастки, инструментов и станочных узлов. Эта продукция достаточно дорогостояща, но сегодня просто невозможно представить производство без использования токарных патронов.
Принцип работы токарного патрона
Использование токарного патрона должно совершаться в закрытом помещении и при отсутствии агрессивных веществ, провоцирующих коррозию. Стяжные болты перед началом работы затягивают до максимума гаечным ключом, затем токарный патрон закрепляют на станке, все болты затягивают с гайками и запускают токарный станок. Нужно учитывать, что устанавливаются для начала малые обороты для проверки значений торцевого и радиального биений токарного патрона на холостом ходу.
Для крепления изделий на токарных станках широко используются двух- и трехкулачковые патроны, реже - четырехкулачковые. Для крепления и удержания деталей токарный патрон в себе содержит кулачки, количество которых изменяется от 2 до 6. При этом токарные патроны бывают с независимым передвижением кулачков и с непосредственным закреплением кулачков на фланцевый конец шпинделя. Зависимо от способа крепления токарного патрона к станку, выделяют следующие виды крепления: на фланцевый конец шпинделя, через переходной фланец, непосредственно на сам шпиндель токарного станка.
Центрирование заготовки в патронах достижимо благодаря одновременному перемещению зажимающих кулачков в радиальном направлении. Кулачки токарного патрона передвигаются одновременно при помощи диска, у которого имеются на одной стороне пазы в виде архимедовой спирали коническое зубчатое колесо, которое сопряжено с тремя прочими, на другой. Ключом в движение приводится одно колесо, при этом тоже поворачивается диск и перемещает равномерно все кулачки. От направления вращения диска будет зависеть то, приблизятся ли к центру патрона кулачки (зажимается заготовка) или удалятся от него (освобождается заготовка).
Сила зажима в механизированных патронах создается гидравлическим или пневматическим цилиндром, который размещается на заднем конце шпинделя. Через центральное отверстие шпинделя цилиндр соединяется тягой с механизмом патрона, который осуществляет передвижение кулачков, что зажимают установленную заготовку в патрон.
Сжатый воздух или жидкость во вращающийся цилиндр во время обработки попадает при помощи специального устройства под названием муфта. Как правило, передвижение кулачков от механизированного привода доходит до 5—10 миллиметров, поэтому конструкция токарного патрона в любом случае позволяет быстро переналадить изделие при переходе от обработки между партиями заготовок.
Для повышения точности крепления заготовки при выполнении чистовой обработки принято использовать накладные незакалённые кулачки, что растачиваются на станке под определенные габариты установочных баз заготовки. Основными кулачками с этой целью зажимают короткую оправку для выбора зазоров во всех сопряжениях, а после этого рабочие поверхности накладного кулачка растачивают на самый большой диаметр базовой поверхности детали.
Конструкция незакаленных кулачков и их крепления при помощи сопряжения вида ласточкин хвост позволяет накладные кулачки устанавливать с точностью до 0,02 миллиметра и избежать следующего их растачивания.
Для быстрой переналадки между типоразмерами заготовки требуются универсальные незакаленные кулачки, это достигается путем поворота в определенное положение круглых или шестигранных головок накладных кулачков, которые закреплены на основных кулачках и расточены на нужный диаметр. Заготовки большого диаметра закрепляются в таком патроне с обратным размещением ступеней кулачков.
При возникновении необходимости обработки двух похожих поверхностей принято использовать незакаленные кулачки, погрешность крепления заготовок в которых может уменьшаться до 0,03—0,05 миллиметров. Заготовки типа валов, что имеют большую длину, можно устанавливать в токарный патрон, который имеет поджим заднего центра.
Токарный патрон своими руками
Вы познакомились с устройством и основными видами токарных патронов, а сейчас вашему вниманию представляется вариант самодельного токарного патрона для станка по дереву. Основной рабочей деталью патрона является эластичная втулка, что имеет диаметр 6 миллиметров. Необходимо использовать втулки двух типов — полиуретановые и резиновые, в качестве которых вы можете взять обрезки уплотняющих жгутов.
Накидную гайку нужно сделать из латуни или бронзы. Можно использовать для этой цели и сталь, но у бронзовых гаек меньше трение. Пятачок можете выполнить из любого материала, даже можно взять дюраль. Корпус выточите из стали. В его хвостовике должно присутствовать внутреннее отверстие или резьба — это зависит от устройства хвостовика вала того аппарата, на которое предстоит установить патрон.
Резиновая втулка и корпус — в патроне самые ответственные детали. От того, насколько точно они изготовлены, зависит, будет ли сверло, зажатое в патрон, «бить». Для снижения вероятности «биения» сверла обе детали изготовьте в определенной последовательности. Выточите корпус патрона на станке за одну установку. Подобный прием позволит обеспечить с определенной точностью соосность центрального отверстия и хвостовика под втулку.
Корпус патрона после механической обработки останется в шпинделе токарного станка. Внутрь патрона вставьте заготовку эластичной втулки и слегка подожмите ее через пятачок накидной гайкой. В заднюю бабку станка вставьте сверло диаметром 1 миллиметр и рассверлите зажатую втулку. Таким методом целесообразно сделать в запас несколько втулок.
Если вы не имеете возможности застопорить при зажатии сверла вал сверлильного устройства, нужно сделать на корпусе самодельного патрона для токарного станка лыски под гаечный ключ, чтобы можно было накидную гайку туго затянуть. В токарный патрон вы можете зажимать сверла, что имеют диаметр от 0,8 до 1,2 миллиметров. Для сверл другого диаметра отверстия в гайке и втулке необходимо сделать другими.
Главное отличие данного патрона кроется в том, что эластичная втулка будет зажимать весь хвостовик сверла, а чтобы установить стандартное сверло в патрон Вербового рекомендуется его хвостовик обрезать. Отверстие под эластичную втулку выполните не в гайке, а в корпусе патрона, оно должно быть максимально приближенным к зажимающему устройству шпинделя станка. Это значительно увеличивает при монтаже точность центрирования сверла.
Теперь вы знаете, для чего нужны токарные патроны, и какую функцию они выполняют при работе на токарном станке. К тому же совсем не сложно изготовить токарный патрон своими руками. Для этого нужно, прежде всего, определиться со средой использования изделия и строго следовать нашим инструкциям.
Многие домашние мастера задумываются о том, как самостоятельно изготовить токарный станок по металлу. Такое желание объясняется тем, что при помощи подобного устройства, стоить которое будет совсем недорого, можно эффективно выполнять большой перечень токарных операций, придавая заготовкам из металла требуемые размеры и форму. Казалось бы, намного легче приобрести простейший настольный станок и использовать его в своей мастерской, но учитывая немалую стоимость такого оборудования, есть смысл потратить время на то, чтобы сделать его своими руками.
Самодельный токарный станок — это вполне реально
Использование токарного станка
Токарный станок, который одним из первых появился в линейке оборудования для обработки деталей из разных материалов, в том числе из металла, позволяет изготавливать изделия различных форм и размеров. С помощью такого агрегата можно выполнять обточку наружных и внутренних поверхностей заготовки, высверливать отверстия и растачивать их до требуемого размера, нарезать наружную или внутреннюю резьбу, выполнять накатку с целью придания поверхности изделия желаемого рельефа.
Серийный токарный станок по металлу - это габаритное устройство, управлять которым не так просто, а его стоимость очень сложно назвать доступной. Использовать такой агрегат в качестве настольного оборудования нелегко, поэтому есть смысл сделать самостоятельно. Используя такой мини-станок, можно оперативно производить обточку заготовок, выполненных не только из металла, но также из пластика и древесины.
На таком оборудовании обрабатываются детали, имеющие круглое сечение: оси, рукоятки инструментов, колеса, конструктивные элементы мебели и изделия любого другого назначения. В подобных устройствах заготовка располагается в горизонтальной плоскости, при этом ей придается вращение, а излишки материала снимает резец, надежно зафиксированный в суппорте станка.
Несмотря на простоту своей конструкции, такой агрегат требует четкой согласованности движений всех рабочих органов, чтобы обработка выполнялась с предельной точностью и наилучшим качеством исполнения.
Пример самодельного токарного станка с чертежами
Рассмотрим подробнее один из рабочих вариантов собранного собственными силами токарного станка, довольно высокое качество которого по праву заслуживает самого пристального внимания. Автор данной самоделки даже не поскупился на чертежи, по которым данное устройство и было успешно изготовлено.
Конечно, далеко не всем требуется настолько основательный подход к делу, зачастую для домашних нужд строятся более простые конструкции, но в качестве донора для хороших идей данный станок подходит как нельзя лучше.
Внешний вид станка
Основные узлы
Суппорт, резцедержатель и патрон
Вид сбоку
Задняя бабка
Вид снизу на заднюю бабку
Направляющие валы
Конструкция суппорта
Привод от двигателя
Чертеж №1
Чертеж №2
Чертеж №3
Конструкционные узлы
Любой, в том числе и самодельный, токарный станок состоит из следующих конструктивных элементов: несущей рамы - станины, двух центров - ведущего и ведомого, двух бабок - передней и задней, шпинделя, суппорта, приводного агрегата - электрического двигателя.
На станине размещают все элементы устройства, она является основным несущим элементом токарного станка. Передняя бабка - это неподвижный элемент конструкции, на котором располагается вращающийся шпиндель агрегата. В передней части рамы находится передаточный механизм станка, с помощью которого его вращающиеся элементы связаны с электродвигателем.
Именно благодаря такому передаточному механизму вращение получает обрабатываемая заготовка. Задняя бабка, в отличие от передней, может перемещаться параллельно направлению обработки, с ее помощью фиксируют свободный конец обрабатываемой заготовки.
Самодельный токарный станок по металлу можно оснастить любым электродвигателем даже не слишком высокой мощности, но такой двигатель может перегреться при обработке крупногабаритных заготовок, что приведет к его остановке и, возможно, выходу из строя.
Обычно на самодельный токарный станок устанавливают электродвигатели, мощность которых находится в пределах 800–1500 Вт.
Даже если такой электродвигатель отличается небольшим количеством оборотов, проблему решают при помощи выбора соответствующего передаточного механизма. Для передачи крутящего момента от таких электродвигателей обычно используют ременные передачи, очень редко применяются фрикционные или цепные механизмы.
Токарные мини-станки, которыми оснащаются домашние мастерские, могут даже не иметь в своей конструкции такого передаточного механизма: вращающийся патрон агрегата фиксируется непосредственно на валу электродвигателя.
Существует одно важное правило: оба центра станка, ведущий и ведомый, должны располагаться строго на одной оси, что позволит избежать вибрации заготовки в процессе ее обработки. Кроме того, необходимо обеспечить надежную фиксацию детали, что особенно важно для моделей лобового типа: с одним ведущим центром. Решается вопрос такой фиксации при помощи кулачкового патрона или планшайбы.
По сути, токарный станок своими руками можно сделать и с деревянной рамой, но, как правило, для этих целей применяют профили из металла. Высокая жесткость рамы токарного станка обязательна для того, чтобы на точность расположения ведущего и ведомого центра не оказывали влияние механические нагрузки, а его задняя бабка и суппорт с инструментом беспрепятственно перемещались вдоль оси агрегата.
Собирая токарный станок по металлу, важно обеспечить надежную фиксацию всех его элементов, обязательно учитывая нагрузки, которым они будут подвергаться в ходе работы. На то, какие габариты окажутся у вашего мини-станка, и из каких конструктивных элементов он будет состоять, станет оказывать влияние и назначение оборудования, а также размеры и форма заготовок, которые на нем планируется обрабатывать. От этих параметров, а также от величины планируемой нагрузки на агрегат будет зависеть и мощность электродвигателя, который вам необходимо будет использовать в качестве привода.
Для оснащения токарных станков по металлу не рекомендуется выбирать коллекторные электродвигатели, отличающиеся одной характерной особенностью. Количество оборотов вала таких электродвигателей, а также центробежная сила, которую развивает обрабатываемая заготовка, резко возрастают при уменьшении нагрузки, что может привести к тому, что деталь просто вылетит из патрона и может серьезно травмировать оператора.
Такие электродвигатели допускается использовать в том случае, если на своем мини-станке вы планируете обрабатывать некрупные и нетяжелые детали. Но даже в таком случае необходимо оснастить редуктором, который будет препятствовать бесконтрольному увеличению центробежной силы.
Уже доказано практикой и конструкторскими расчетами, что для токарных агрегатов, на которых будут обрабатываться заготовки из металла длиной до 70 см и диаметром до 10 см, лучше всего использовать асинхронные электродвигатели мощностью от 800 Вт. Двигатели такого типа характеризуются стабильностью частоты вращения при наличии нагрузки, а при ее снижении в них не происходит ее бесконтрольного увеличения.
Если вы собираетесь самостоятельно сделать мини-станок для выполнения токарных работ по металлу, то обязательно следует учитывать тот факт, что на его патрон будут воздействовать не только поперечные, но и продольные нагрузки. Такие нагрузки, если не предусмотреть ременную передачу, могут стать причиной разрушения подшипников электродвигателя, которые на них не рассчитаны.
Если использовать ременную передачу нет возможности, и ведущий центр устройства напрямую соединяется с валом электродвигателя, то можно предусмотреть ряд мер, которые защитят его подшипники от разрушения. Подобной мерой может стать упор, ограничивающий продольное перемещение вала двигателя, в качестве которого можно использовать шарик, устанавливаемый между корпусом электродвигателя и задним торцом его вала.
В задней бабке токарного станка располагается его ведомый центр, который может быть неподвижным или свободно вращаться. Наиболее простую конструкцию имеет неподвижный центр: его несложно сделать на основе обычного болта, заточив и отшлифовав под конус ту его часть, которая будет соприкасаться с заготовкой. За счет вкручивания или откручивания такого болта, перемещающегося по резьбовому отверстию в задней бабке, можно будет регулировать расстояние между центрами оборудования, тем самым обеспечивая надежную фиксацию заготовки. Обеспечивается такая фиксация и за счет перемещения самой задней бабки.
Чтобы обрабатываемая деталь беспрепятственно вращалась в таком неподвижном центре, заостренную часть болта, которая с ней соприкасается, нужно будет смазывать машинным маслом перед началом работы.
Сегодня не представляет сложности найти чертежи и фото токарных станков, по которым можно самостоятельно изготовить такое оборудование. Более того, несложно найти различные видео, демонстрирующие процесс их изготовления. Это может быть мини-станок с ЧПУ или очень простое устройство, которое, тем не менее, даст вам возможность оперативно и с минимальными трудозатратами изготавливать изделия из металла различной конфигурации.
Стойки простейшего токарного станка по металлу можно изготовить из древесины. Их необходимо будет надежно закрепить на станине агрегата при помощи болтовых соединений. Саму станину, если есть возможность, лучше изготовить из металлических уголков или швеллера, что обеспечит ей высокую надежность, но если их нет под рукой, можно также подобрать толстые деревянные бруски.
На видео ниже представлен процесс самостоятельного изготовления суппорта для токарного станка.
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.
Патрон является одной из главных элементов токарного оборудования. Именно за счёт него производится крепление (установка) будущей заготовки. Крепится он на переднюю бабку с коробкой скоростей. Механизм патрона заключается в кулачковом устройстве.
Именно кулачки, под воздействием механической силы осуществляют плотную фиксацию различных заготовок, имеющих различные диаметры и размеры. За счёт своей массивности и плотного крепления на станке, патрон осуществляет аккуратное движение заготовки и не допускает смещения заготовки во время работы, а также не допускает деформации. Также патрон вращает заготовку, что делает её обработку лёгкой.
Предназначение
Именно такая часть станка имеет самую важную миссию в любой обработке заготовки. За счёт кулачкового механизма, который расположен внутри самого патрона, заготовка зажимается и центрируется. Происходит это за счёт одновременного сужения кулачков вокруг плоскости заготовочной детали. После зажатия заготовки производится зажатие заготовки пинолем, расположенным на задней бабке. Когда эти действия сделаны, запускается станок и осуществляется вращение детали, которую можно обрабатывать.
Совет: Необходимо знать, что перед запуском оборудования, после замены токарного патрона, следует устанавливать малые обороты вращения. Делается это для того, чтобы проверить значения торцевых и радиальных биений кулачкового патрона, работающего на холостом ходу.
Разновидность
В наше время различают токарные патроны по наличию крепёжных элементов (кулачков). Этих видов всего три:
Двух кулачковые
Такие патроны способны закреплять в себе сложные, несимметричные и фасонные детали. В таких патронах есть возможность закреплять не подверженные обработке поверхности. Применяются они при маленьком производстве, а также в серийном.
Трёх кулачковые
Такой вид оснащения является самым распространённым и применяется во всех работах. Позволяет обработать круглые и шестигранные детали. В таком виде патрона используют три разных кулачка. В не зависимости от этого производится центрирование заготовки вместе с зажиманием всех трёх кулачков.
Четырёх кулачковые
Такой вид применяется для обработки заготовок прямоугольной формы. Здесь, на каждый кулачок, размещён отдельный механический узел, который делает независимыми все кулачки.
Но разновидности патронов не заканчиваются тремя видами. Их также разделяют по механизму фиксации заготовки:
Цанговые
Состоят из втулки с прорезями, в которой расположены лепестки (различные модификации включают от 3 до 6 лепестков). Эти лепестки выполняют роль кулачков.
Клиновые
Такая разновидность оснастки используется в основном на станках с числовым программным управлением. Крепление заготовки производится с помощью 3-х кулачков, которые располагаются на пологом шпинделе.
Рычажные
В данных патронах расположены ползуны, с помощью которых передвигаются кулачки путём усилия рычагом. Такой вид используется при мало серийном производстве, а также для обработки единичной заготовки.
Мембранный вид
В данном случае используется пневмопривод, с помощью которого производится сжатие мембраны. Такой вид используется только при тонкой обработке, для снятия тоненького слоя стружки.
Сверлильные
Такие патроны схожи по принципу с патронами для ручных дрелей. При закручивании гайки, специальным ключом, кулачки плавно выдавливаются. За счёт такого действия происходит зажатие детали, либо инструмента.
Термопатрон
Этот вид приспособления очень неудобен в своей эксплуатации. Связано это с тем, что при креплении заготовки, производится термическое нагревание самого патрона, такие же действия производятся при снятии инструмента.
Гидропатрон
Аналогичный принцип действия, как в термопатроне. Зажатие детали производится за счёт жидкости, которая под давлением сдавливает кулачки. За счёт жидкостного содержимого в патроне, производится дополнительное гашение вибраций, которые возникают при работе.
Совет: Перед выбором токарного патрона по дереву или по металлу , необходимо определиться с разновидностью обработки, материалом и формовкой деталей. Также следует помнить, что обзавестись дополнительными приспособлениями к патрону не будет лишним.
Конструкция
Рассмотрим элементы конструкции, из которых состоит сам токарный патрон:
Ключ
Применяется для осуществления действий по зажиманию детали.
Пружина
Позволяет за счёт ключа совершить те или иные действия по зажиманию детали и наоборот.
Втулка
Производит свободный проход ключа.
Стопор
Предотвращает откручивание детали во время работы станка.
Шестерня
Передаёт вращательное движение на спиральный диск.
Фланец
Деталь, на которой закрепляется вся конструкция.
Диск спиральный
За счёт вращательного движения шестерни, этот диск приводит в действие кулачки.
Кулачок обратный
Применяется для зажима заготовки с внутренней стороны.
Кулачок прямой
Применяется для зажима заготовки с наружной стороны.
Корпус
Элемент детали, на которой располагается кулачковый механизм.
Кулачки накладные
Для зажима длинных и коротких деталей имеющих большие диаметры.
Каждая из деталей всего механизма выполняет определённую функцию и не является лишней.
Сборка по чертежам
Сборка кулачкового патрона для токарного оборудования производится по схемам, которые можно скачать с просторов интернета и распечатать на принтере. Как правило, заводские патроны стоят больших денег и поэтому многие научились делать такие детали самодельными . Конструкцию они имеют простую, но довольно понятную. Перед началом сборки этого приспособления необходимо полностью понять весь механизм патрона и работы кулачкового механизма. Если нет возможности сделать такие элементы своими руками, то их можно заказать у любого токаря. Это будет стоить недорого.
Сборка начинается с фланца, на котором располагаются все необходимые отверстия для креплений. Следом за ним постепенно устанавливаются все детали механизма, которые завершаются накрыванием корпусом и креплением болтами всего патрона
Установка
Установка производится следующим образом и в строгой последовательности:
Установка оправки
Первым делом устанавливается эта деталь, чтобы обеспечить полноценное одевание патрона.
Установка самого патрона на шпиндель
При помощи оправы, надевается на шпиндель и крепится болтами.
Закрепление
Крепится патрон на шпиндель болтами. В данном случае хорошим помощником будет простой рожковый ключ.
Закрепление заготовки
После установки патрона, в него закрепляется деталь, заготовка или инструмент.
Освобождение патрона
После всех работ производится снятие оправки.
Совет: После замены кулачкового патрона, необходимо проверить работу станка. Торцевое биение и конуса посадочного места не должно быть выше значения в три микрона.
Важно знать! Данное приспособление должно быть подвержено частой разборке с целью смазки и чистки кулачкового механизма! Если патрон находится в съёмном состоянии, то его необходимо подготовить к хранению. Для этого кулачки сводят к центру, это обеспечивает сохранность центрирования, а отверстие в центре должно быть заткнуто чистой тряпкой или другим материалом. Это предотвратит попадание пыли на стенки отверстия.
Видео обзоры
Видео обзор установки на станок:
Видео обзор, разборка, чистка, полировка:
Видео обзор токарного патрона из дерева:
Видео обзор самодельного, токарного патрона из дерева (дешёвый вариант):
Загрузка...
