Токарные поводковые патроны: назначение, типы, ГОСТ, чертежи

Классификация токарных патронов

Классификаций присутствует несколько видов: по числу кулачков, типу зажима, механизму фиксации, виду исполнения, классу точности.

По количеству кулачков в патроне

Кулачки отвечают за качество закрепления деталей. Они выполняются из качественного металла.

Двухкулачковые

Варианты закрепляют несимметричные детали, которые не подвергаются обработке. Но используются и для стандартизированных заготовок.

Четырёхкулачковые

4 х кулачковый патрон состоит из четверых узлов, которые функционируют независимо. Применяют для обработки прямоугольных и квадратных вариантов.

По типу зажима детали

Кулачки патронов разделяют на прямые и обратные. Практически не влияет на результативность. Подбирается в зависимости от типа входа патрона.

Обратные

Происходит зажим изнутри, с внутренней стороны. Обрабатываемый предмет выбирается полый, так чтоб была возможность зацепиться.

По механизму фиксации заготовки

Механизм фиксации — важная характеристика, определяющая качество работы.

Клиновые

Происходит закрепление при помощи трех кулачков на прямой площадке. Применяются клиновые вариации для оборудования с цифровым управлением.

Цанговые

Стандартных зажимов не присутствует. Их роль выполняют втулки с клещами (до шести штук). Использоваться могут на стандартных механических станках.

Рычажные

Обработка детали происходит путем передвигания механизма рычагом. Довольно затратный процесс, длительный. Используется для работы с особыми, сложными по фактуре деталями.

Сверлильные

Крепится детали в результате давления ключа. По принципу действия напоминает работу сверла, только в обратную сторону.

Термопатроны

Неординарный вид, который практически не используется в станках, произведенных в России. Для крепления производится нагревание отверстия, для вынимания тоже.

Гидропатроны

Механизм такой же, что и предыдущий, но используется не температура, а гидросфера. Жидкостная среда дополнительно гасит вибрации.

Подобные варианты практичны. Конструкция включает в себя зажимы, которые плотно фиксируются на заготовке самостоятельно.

Общие понятия о токарных патронах

Токарные патроны подбираются в зависимости от технических характеристик устройства и шпинделя, в частности. Они представляют собой главные узлы оборудования. Механизм заключается в кулачковом эффекте. Размеры подбираются в зависимости от параметров уникальной заготовки.

Кулачки обеспечивают надежную фиксацию механизма. Из-за действия механической силы, которая обуславливает плотность крепления, происходит установка и закрепление. Заготовка фиксируется при помощи патрона.

Следует учитывать, что детали, которые требуется обрабатывать имеют различные размеры и диаметры.

Некачественный патрон не будет держаться максимально крепко, в результате сильного механического движения он может слететь, с ним и заготовка. Патрон обеспечивает плавное передвижение крепления, при этом обрабатываемая деталь не будет смещаться относительно центра. В самом простом понимании слова патрон представляет собой механизм, который отвечает за вращение заготовки, делает ее обработку эффективной и ровной.

ГОСТ 2675-80 ПАТРОНЫ САМОЦЕНТРИРУЮЩИЕ ТРЕХКУЛАЧКОВЫЕ

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

2.Патроны должны изготавливаться типов:

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

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

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

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

3. Патроны всех типов изготавливаются исполнений:

— с цельными кулачками,

— со сборными кулачками.

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

Пример условного обозначения патрона типа 1, диаметром 200 мм с цельными кулачками, класса точности Н:

Патрон 7100-0007 ГОСТ 2675- 80

То же, патрона типа 2 диаметром 200 мм, устанавливаемого на шпиндель с условным размером 5, со сборными кулачками, класса точности П:

Патрон 7100-0032-П ГОСТ 2675-80

Виды токарных патронов

Тяжелая промышленность в настоящее время набирает всё больше оборотов, ведь производство деталей, начиная простой гайкой и заканчивая составляющими космического корабля, требует использования уже новых технологий для изготовления самого деревообрабатывающего и металлорежущего оборудования. И, конечно, в данном случае не последнее место принадлежит токарному станку. Чтобы удерживать при высокой скорости передвижения шпинделя деталь, применяют токарные патроны, разновидности которых зависят от назначения обрабатываемой поверхности, формы заготовки и вида резания.

Выбор токарного патрона

Токарные патроны предназначаются для установки на токарные специальные и универсальные станки. Конструкция подобного патрона обеспечивает передачу большего усилия зажима при намного меньшем крутящем моменте на зажимных ключах по сравнению с патронами спиральными. Все отечественные и зарубежные производители изготавливают патроны для токарных станков на базе закаленного корпуса из стали, они включают в себя комплект закаленных кулачков.

Для того, чтобы подобрать токарный патрон к станку, необходимо знать следующие данные:

Наружный диаметр патрона
.
Количество кулачков в патроне
(2,3,4,6);
Исполнение
(с цельными кулачками, со сборными);
Тип посадки
(c цилиндрическим центрирующим пояском и креплением через промежуточный фланец, с креплением непосредственно на фланцевые концы шпинделей под поворотную шайбу по ГОСТ 12593-93, с креплением непосредственно на фланцевые концы шпинделей по ГОСТ 12595-93, с креплением на фланцевые концы шпинделей типа Кэмлокк по ГОСТ 26651);
Диаметр посадочного отверстия
;
Диаметр расположения крепежных отверстий
;
Количество крепежных отверстий
.

При покупке токарных патронов следует уделять внимание и кулачкам, они могут иметь разные методы фиксации заготовок. Помните, что кулачки выпускаются самоцентрирующиеся и с независимым перемещением. Более современные и дорогие модели токарных патронов оборудуются встроенным пневмоприводом, который способен надежно фиксировать заготовки. Подобные «расходники» очень часто устанавливаются на станках для обработки трубных деталей большого диаметра.

Помимо таких специфических характеристик, вам необходимо знать высоту токарного патрона, тип хода штока и кулачка, высоту от края до главного кулачка. Не лишним станет, если вы укажете продавцу общую силу зажима в кулачках и максимально возможную частоту вращения. Эти сведения вы можете отыскать в техническом паспорте используемого станка. Иногда там же указывают и маркировку необходимого токарного патрона.

Классификация токарных патронов

Станочная оснастка токарными патронами представлена двух-, четырех- и трехкулачковыми патронами с ручным и механизированным зажимом. Для различных фасонных отливок используются двухкулачковые самоцентрирующиеся патроны. Круглые и шестигранные заготовки принято закреплять в трехкулачковых патронах. Четырехкулачковые патроны предназначаются для прямоугольных и нессиметричных деталей, а также прутков квадратного сечения. Давайте внимательнее рассмотрим основных виды патронов для токарных станков.

Цанговые патроны

Основной рабочий элемент цангового патрона – это втулка с несколькими осевыми прорезями, которые разделяют ее на лепестки, которых, зависимо от диаметра заготовок, бывает три, четыре или шесть. Подобные лепестки играют роль кулачков, которые обжимают деталь, что вставляется внутрь втулки. Цанги бывают подающими и зажимными. Подающая цанга представляет собой стальную закаленную втулку с тремя неполными разрезами, что формируют лепестки с поджатыми концами друг к другу. Зажимные цельные цанги изготавливают в виде втулки с лепестками пружинящегося типа.

Сцепление возрастает вследствие сужения прорезей при процедуре вдавливания цанги в патрон конической частью. Устройство токарного патрона с цангой с технической точки зрения имеет некоторые преимущества перед прочими зажимными устройствами – у детали, которая закреплена в цанге, радиальные биения изделия настолько незначительные, что ими спокойно можно пренебречь. Преимущественная сфера использования таких патронов – зажатие цилиндров, коротких прутков или втулок для обработки. Они также применяются для фиксации фрез, сверл, наконечников гайковертов и метчиков. Цанговые патроны пользуются популярностью при вторичном зажиме заготовки с обработанной поверхностью. При несоответствии профиля обрабатываемого изделия форме цангового отверстия принято применять сменные вкладыши.

Рычажные патроны

Рычажные патроны могут быть использованы в мелкосерийном производстве, потому что процедура их переналадки проста и способна обеспечивать крепление заготовок в широчайшем диапазоне диаметров. На центрирующей поверхности в корпусе патрона размещен диск, на стороне которого присутствует резьба по архимедовой спирали, конический зубчатый венец нарезан на другой стороне. Крепление заготовки в рычажном токарном патроне происходит от гидропривода, который перемещает тягу с муфтой. Стержни с сухарями, что образуют двуплечий рычаг, способны поворачиваться вокруг центра цилиндрического участка сухаря, перемещать ползуны с кулачками к центру и зажимать заготовку. Переналадка рычажного патрона проста и сводится к одновременному передвижению всех кулачков в необходимое радиальное положение при помощи ключа.

На данную операцию затрачивают не больше времени, чем на процедуру крепления заготовки в трехкулачковом патроне, который имеет немеханизированный привод. Из-за подвижных элементов, которые предусмотрены в чертежах токарных патронов и соединяют ползуны с основными кулачками, погрешности центрирования заготовки существенные, поэтому рычажные патроны используются преимущественно на черновых операциях.

Клиновые патроны

Клиновые патроны демонстрируют высокую точность центрирования заготовки, нежели патроны рычажные. Закрепление заготовки происходит при помощи пневматического или гидравлического привода, который размещен сзади на конце пологого шпинделя. Три основных кулачка и кулачки, что с ними связаны, при осевом движении клина передвигаются в радиальном направлении и зажимают изделие.

Для станков с ЧПУ, где совершается обработка большой партии деталей, важной является возможность совершения быстрой сборки токарного патрона и переналадки патрона на прочий диаметр закрепляемой заготовки, что длится не более 2 минут. Для станков с ГПС и ЧПУ разрабатывают конструкции патронов с автоматическим переналаживанием на определенный диаметр заготовки. Использование для изготовления основных деталей высококачественной стали с термообработкой повышает надежность, долговечность и точность патрона.

Мембранные патроны

Самую высокую точность центрирования деталей обеспечивает мембранный патрон. Упругие мембраны крепятся к фланцу патрона болтами. Подобная мембрана имеет от 3 до 8 кулачков со сменными губками. Некоторые конструкции мембранных патронов имеют кулачки, которые закрепляются к мембране болтами. Заготовки устанавливаются до упора в разжатые губки торцом в штифты, отключается пневмопривод, мембрана пытается возвратиться в исходное состояние и зажимает губками заготовку.

Большое число кулачков на мембранном токарном патроне способствует центрированию изделия с точностью 0,05 миллиметров и выше. Из-за небольшой силы крепления заготовки подобные патроны используются на чистовых операциях при небольшом сечении снимаемой стружки. При установке заготовок в мембранный патрон пневмопривод используется исключительно для разведения кулачков, поэтому совершение действий с таким патроном безопасно. В случае внезапного уменьшения давления в сети во время обработки заготовка все также надежно в патроне удерживается упругими силами мембраны.

Трехкулачковые патроны

Патроны, которые имеют три радиальные радиальные пазы, имеют такую характерную особенность – центрирование, которое происходит одновременно с закреплением заготовки. Кулачки двигаются по спирали синхронно под действием усилия, которое прилагается в одной точке при помощи торцевого рычага или ключа, зависимо от механизма передачи, который используется в конструкции патрона.

В конструкции патрона токарного трехкулачкового используются кулачки разных видов. Прямые устанавливают в паз наружу ступенями, и деталь зажимается сверху внутренними поверхностями или наружной поверхностью ступеней по внутренней поверхности изделия. Обратные кулачки располагаются ступенями к центру и применяются для зажима заготовок с большим диаметром. Кулачки маркируются порядковым номером, которому нужно следовать при монтаже в патрон.

Четырехкулачковые патроны

Четырехкулачковые патроны характеризуются присутствием четырех пазов, что радиально направлены, в которые устанавливают зажимные кулачки. Для передвижения каждого кулачка в конструкции патрона предусмотрен отдельный механизм, который делает его независимым от перемещения остальных. Предназначение четырехкулачного токарного патрона по дереву с независимыми кулачками состоит в закреплении и удержании при обработке заготовок с нецилиндрической формой, либо когда ось цилиндрической поверхности, что обрабатывается, не совпадает с осью крепления.

Кулачки устанавливают в обратной и прямой позиции. Обратная позиция применяется, если нужен зажим заготовки с большой площадью сечения. Четырехкулачковые самоцентрирующие патроны также используются для закрепления прутков, что имеют квадратное сечение.

Теперь вы можете смело отдать свое предпочтение в пользу одной из разновидностей токарных патронов. Руководствоваться рекомендуется преимущественно средой использования изделий, материалом и формой заготовок, которые будут закрепляться с помощью токарного патрона.

Использованы материалы:

ОАО «Гродненский завод токарных патронов «БелТАПАЗ» https://beltapaz.com/
https://strport.ru/instrumenty/vybor-i-vidy-tokarnykh-patronov

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

Общая конструкция и устройство токарного патрона для станка по металлу

Вместе с патроном поставляются комплекты:

прямых кулачков;
обратных кулачков;
вне комплекта поставляться кулачковые рейки.

Наиболее распространен трехкулачковый патрон, состоящий из:

монолитного или составного корпуса с тремя радиальными пазами для кулачков;
кулачки (прямые и обратные) выполнены из качественной твердой, закаленной стали высокой прочности, связаны с торцевой резьбой спирального диска;
спирального диска, с большим зубчатым колесом на его обратной стороне. Связан с зубчатой передачей конической шестерни;
конических шестерен, вращением ключа, вставленного в квадратное отверстие этой шестерни, спиральному диску сообщается вращательное движение.

Простота технологических приёмов базирования деталей стало причиной популярности и распространения трехкулачкового патрона на станках, применяемых в производстве

Ключ

Металлический стержень, на одном конце которого перпендикулярно его оси просверлено отверстие с установленным в нем металлическим рычагом. Превышение длины рычага на 35–40 % относительно высоты ключа, является оптимальной.

На нижнем конце стержня выполнен четырехгранный наконечник, соразмерный с отверстием внутри конической шестерни. Служит ручным приводом кулачков посредством вращения спирального диска во время закрепления заготовки в рабочей зоне станка.

Пружина

Устанавливается на наконечник ключа. По завершении операции, нагрузка от усилий руки на ключ снимается и пружина, распрямляясь, удаляет ключ из гнезда патрона. Если станочник по невнимательности сам не извлекает ключ, то за него это делает пружина.

Втулка

Полый цилиндр, в верхней части которого прорезаны пазы для сухарей-полуколец. Обеспечивает фиксирование конической шестерни в рабочем теле патрона. Во внутренний диаметр втулки устанавливается верхняя часть конической шестерни с канавкой для сухарей-полуколец.

Шестерня

Коническая (или малая) шестерня вставлена в малое отверстие корпуса патрона. Её верхняя часть сопряжена с пазами втулки посредством сухарей-полуколец.

Малая шестерня постоянно зацеплена с зубьями большой шестерни и предназначено для передачи вращательного движения спиральному диску патрона.

Фланец

Переходной фланец, планшайба. Предназначен для прочного и точного соединения патрона с рабочим концом шпинделя станка. К примеру, на шпинделе ТВ-4 нарезана резьба, на неё устанавливается переходной фланец (планшайба), на который крепится токарный патрон.

Спиральный диск

Спираль Архимеда, улитка, планетарка. Металлический диск, на одной стороне исполнены зубья большой шестерни, постоянно зацепленные с зубчатой передачей конической шестерни.

На другой стороне данного диска вырезан профиль спирали, которая в постоянно контактирует с пазами (рейками или гребёнками) кулачков. Последние, синхронно перемещаясь, работают на зажим, центрирование и фиксацию детали в зоне обработки станка.

Извлечение зажатой кулачками детали происходит обратным вращением ключа патрона.

Обратный кулачок

Применяется для зажима деталей больших диаметров. У каждого кулачка имеются две ступени для крепления деталей на разжим и по одной призме, работающие на сжим.

Ступени кулачков используются для устранения торцевого биения детали. Кроме этого, станочники самостоятельно создают на обратных кулачках дополнительную крепящую базу, работающую на разжим.

Корпус

В зависимости от конструкции и способов крепления к шпинделю условно можно разделить на монолитный (корпус – одна базовая деталь) и составной, в котором корпус разделён на две базовые детали:

Монолитный с цилиндрическим пояском. Крепится на шпиндель через промежуточный фланец по специальным ГОСТ. Выполняется из качественной стали и реже из чугуна.
Составной корпус. Базовая деталь разделена на две составные части:

передняя часть или корпус (иногда – передний полукорпус), в нем размещен спиральный диск и прорезаны пазы для кулачков;
задняя часть или фланец (часто – задний полукорпус), в нем размещены конические шестерни.

Накладные кулачки

Крепятся на кулачковые рейки токарного патрона. Исполняются из незакаленных сортов стали, называются «сырыми кулачками». Предназначены для крепления деталей большого диаметра.

Вакуумный патрон по дереву своими руками

Если в шпинделе передней бабки вашего токарного станка есть сквозное отверстие для выбивания зубчатого центра, можно дополнить свой арсенал самодельным вакуумным патроном. Для этого понадобятся:

Мощный пылесос
Подшипник закрытого типа, примерно равный по внешнему диаметру шлангу пылесоса
Кусок плотного резинового шланга для соединения пылесоса и подшипника
Хомут
Стандартная планшайба с отверстием в центре
Небольшой кусок МДФ или толстой фанеры
Текстолит для переходника

Из текстолита вытачивается втулка, одна сторона которой должна быть равна по диаметру внутреннему размеру подшипника, другая – шпинделя. Этот самодельный переходник запрессовывается в подшипник на клею, в станке он будет держаться за счёт плотности посадки. Полученная конструкция соединяется отрезком шланга с пылесосом и фиксируется хомутом.

Из МДФ или фанеры вырезается диск, крепится на планшайбу и обтачивается. Лучше сделать поверхность немного вогнутой. Сверху, для обеспечения плотности прилегания, приклеивается линолеум или тонкая резина. По центру диск сверлится насквозь для отвода воздуха. Подобный патрон, сделанный своими руками, обеспечивает усилие прижатия 40 — 50 кг, достаточное для удержания деталей средних размеров при чистовой обработке.

Государственные стандарты регламентирующие конструкцию и размеры токарных патронов

ГОСТ 1654 — Патроны токарные общего назначения. Общие технические условия
ГОСТ 2571 — Патроны токарные поводковые. (для шпинделей по ГОСТ 12593-72 и ГОСТ 12595-85)
ГОСТ 2675 — Патроны токарные самоцентрирующие трехкулачковые. Основные размеры
ГОСТ 14903 — Патроны токарные самоцентрирующие двухкулачковые
ГОСТ 24351 — Патроны токарные самоцентрирующие 3- и 2-х кулачковые клиновые и рычажно-клиновые
ГОСТ 24568 — Патроны магнитные. Технические условия
ГОСТ 3890 — Патроны четырехкулачковые с независимым перемещением кулачков
ГОСТ 16157 — Патроны мембранные для шлифования отверстия в зубчатых колесах

Государственные стандарты регламентируют эксплуатационные и технические параметры, согласно которым подбираются токарные патроны для станков:

Ряд возможных внешних диаметров патронов и соответственно диапазон размеров заготовки: максимальный и минимальный диаметр (наружный и внутренний) в зависимости от способа крепления — на прямых или обратных кулачках. Учитывается максимально допустимая масса заготовки;
Способ крепления патрона на шпинделе. Присоединительные размеры: диаметр центрирующего пояска или центрирующего конуса;
Расположение и размеры крепежных отверстий в токарном патроне;
Пределы частот вращения токарного патрона;
Диаметр отверстия в корпусе патрона для установки прутка или трубы;
Точность токарного патрона

Схема обработки заготовки

Рис № 1. Схема обработки детали. Обозначение элементов устройства: 1- поводковый патрон; 2 – крепежный поводок-хомутик; 3 – фиксирующий болт; 4 –подвижной люнет; 5 – обрабатываемое изделие.

Токарные поводковые патроны, используемые при токарных работах, изготавливается в форме диска с четырьмя пазами и резьбовой втулкой имеющей идентичные размеры со шпинделем передней бабки. При использовании прямого хомутика в патроне устанавливается передвижной штырь фиксирующийся гайкой в пазу крепежного элемента. При проведении обработки заготовки штырь упирается в хвост хомутика. Используемые патроны должны соответствовать ГОСТ 2571-71, ГОСТ 13364-67, ГОСТ 1435-99 и ГОСТ 25557-2006 по всем установленным параметрам.

Скачать ГОСТ 2571-71 «Патроны токарные поводковые»

Если в ходе операции точения с применением токарного станка используется изогнутый хомутик, то штырь не применяется, в виду того, что хвост хомутика устанавливается в паз фиксирующего элемента.

Чертеж № 2. Устройство поводкового патрона. Обозначение: основные элементы, составляющие крепежный элемент обрабатываемой заготовки.

Данная конструкция имеет выступающие детали, что допускает возможность получения травмы специалистом, производящим обработку изделия. Для устранения возможности получения травмы применяется закрытый патрон, выполненный в виде кожуха с приливом и нарезной втулкой идентичной открытому элементу. Хомутик скрыт внутри кожуха, что обеспечивает безопасное проведение работ.

Чертеж № 3. Конструкция поводкового патрона, выполненная с закрытым корпусом. Обозначение элементов: 1- колпак с приливом; 2 – наружная втулка; 3 – хомутик.

Используются также крепежные элементы, в которых не предусмотрено использование хомутика. В целях ускорения обработки изделий взамен хомутков применяются передние центры, которые выполняют одновременно две операции: центровку заготовки и в качестве поводка (Чертеж № 4). При воздействии на изделие заднего центра рифленые насечки более плотно прижимаются к сторонам детали и сообщают ей вращательное движение. При точении полых изделий используются наружные, а при применении валиков – внутренние рифленые центры.

Чертеж № 4. Фиксация заготовки с использованием поводкового патрона. Обозначение: 1,2 – центры.

Обрабатываемая заготовка устанавливается с опорой на центр, а кулачки используются для передачи вращения заготовке. Причем кулачки выполнены плавающими для более полной фиксации детали. Оправка фиксируется с помощью прижимной силы действующей между задней бабкой и передним центром механизма токарного станка, смещающимся влево, вследствие чего кулачки принимают оптимальное положение и более плотно фиксируют заготовку. Опорное коническое кольцо имеет зазор, что позволяет за счет пружин занимать среднее положение. Вращательные движения заготовки обеспечиваются кулачками с рефренной поверхностью.

Безопасные и опасные поводковые патроны

Можно ли сделать деталь самостоятельно?

Конечно, делать полноценную планшайбу самостоятельно, будет крайне сложно, и даже в некоторых случаях, слишком затратно, но есть варианты, которые можно сделать самостоятельно без особых затрат. Они не подойдут для всех деталей, но могут закрепить базовые детали.

Заготовка планшайбы

Нанесите на брус нужные вам параметры. Циркулем нанесите диаметр чуть больше центрального отверстия. Это нужно для того, чтобы при склейке не «съесть» несколько лишних миллиметров и не сделать деталь меньше, чем нужно.

Горячим клеем обмажьте детали, которые собираетесь склеить, отступив от края сантиметр. Продержите детали как следует, чтобы они окончательно склеились.

Для изготовления понадобится:

Инструменты: Токарный станок, резцы, слесарный набор, Бируши/наушники для стрельбы, щиток, инвертор и все дополнения к нему, электроды (2,5 мм), термоклей, станок.
Детали: Гайки, шайбы, сухие берёзовые дрова. Разрежьте удлинённую гайку напополам на работающем станке.

Далее, возьмите кузовную шайбу. Убедитесь, что гайка в неё не провалится. По центру шайбы поставьте гайку рёбрами. Половину гайки приварите к шайбе, приварив, сначала одну сторону, а затем вторую.

Когда деталь остынет, оббейте стеклянную корку и поставьте на шпиндель. Просверлите на планшайбе несколько отверстий, они помогут в будущем закреплять габаритные предметы.

Далее, покрасьте деталь, пока на ней не появилась ржавчина. Например, вы можете покрыть деталь снизу охрой. На диск приклейте газету, а сверху шкурку для шлифования. На этом ваша деталь готова.

Обычно, планшайбы продаются в наборах и имеют сравнительно невысокую цену, но для тех, кому покупка целого набора может ударить по кошельку, есть отдельные комплекты, в которых находится 2–3 детали, включая саму планшайбу:

Планшайба 160 мм (токарный станок) — 2 500 р.
Планшайба на токарно-винторезный станок — 10 000 р.
Патрон+планшайба — 14 000 р.
Планшайба 126 мм (от производителя Record Power) — 3 400 р.
Фланец патрона для монтажа — 2 300 р.
Набор прихватов -1 700 р.
Планшайба для четырёхкулачкового патрона -2 700 р.

Разобрав такое количество планшайб, можно сделать вывод о том, насколько полезно их применение при работе со станком. Конечно, планшайба, а уж тем более профессиональная планшайба, удовольствие не из дешёвых, но результат и качество оправдывают затраченных средств.

Конечно, если вы любитель экспериментов, сделать планшайбу самостоятельно — не составит труда!

Трехкулачковые патроны

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

Самыми часто встречающимися являются 3 типа самоцентрирующихся патронов:

спиральные:
реечные;
эксцентриковые с червячной передачей.

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

Подробное видео по зажимным токарным агрегатам

Спиральные патроны

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

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

Реечные патроны

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

Преимущества:

более сильный зажим;
большая точность;

Недостатки:

КПД ниже, чем у спиральных;
возможность зажима только из одного положения;
сложная конструкция.

Эксцентриковые патроны

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

Поводковый патрон

Двухкулачковые поводковые патроны нормализованы ( МН 4051 – 62), они могут иметь плавающий ( подпружиненный) центр.

Быстро вращающийся поводковый патрон с хомутиком в-некоторых случаях может быть причиной травмы.

Защитный кожух, используемый при работе с поводковым патроном.

Быстро вращающийся поводковый патрон с хомутиком является источником повышенной опасности и может быть причиной травмы.

Пневматический рычажный поводковый патрон применяется для закрепления и вращения заготовок, установленных в центрах.

Обычный универсальный поводковый патрон изображен на фиг. Под действием сил резания обрабатываемая деталь поворачивается по направлению хода часовой стрелки и кулачки прочно заклинивают деталь. С возрастанием крутящего момента заклинивание, а следовательно, и сила зажима увеличиваются.

Двухкулачковый поводковый патрон с эксцентриковыми сменными кулачками автоматического действия.| Патроны поводковые двухкулачковые и утопающие центры ( размеры в мм.

Такие поводковые патроны в зависимости от их диаметра могут вмещать грузы общей массой от 3 до 6 кг. Тогда, например, при m – 3 кг, г 45 мм, п – 500, 1000, 2000 об / мин центробежная сила, прижимающая кулачки к заготовке, соответственно будет Рц 34, 138, 552 кгс.

Переналаживаемый поводковый патрон конструкции Одесского завода прецизионных станков. Переналадка патрона осуществляется перемещением планок 2 относительно втулок 3 к центру или от центра патрона. Положение планок фиксируется шайбами 7 посредством винтов.

Переналаживаемый штырьковый поводковый патрон конструкции НИИПТМАШ ( г. Краматорск) предназначен для установки заготовок типа валов диаметров 80 – 240 мм. Заостренные штырьки могут переустанавливаться в корпусе 8 по различным окружностям в зависимости от диаметра заготовок. Сменные крышки 10, закрепляемые на корпусе 8, имеют соответствующие овальные отверстия, входящие в лыски штырьков 9, для предотвращения их от проворота. Штырьки 9 опираются сферическими концами на сферическую пяту 6, установленную на подпятнике 5, что обеспечивает самоустановку штырьков по торцу заготовки. Вылет плавающего центра 11 и регулировка силы пружины осуществляется вращением стакана 3 за предусмотренные для этой цели лыски. При установке заготовки в центрах вращающийся центр задней бабки поджимает заготовку в осевом направлении и штырьки врезаются в торец заготовки на одинаковую глубину независимо от неперпендикулярности торца заготовки относительно ее оси.

Обработка детали на жестком и плавающем передних центрах.

Применение поводкового патрона с хомутиком связано с рядом недостатков.

Применение поводковых патронов исключает надобность в пользований хомутиками, чем достигается экономия времени на установку и закрепление детали и устраняется возможность вибрации детали при ее обработке. В патронах типа А на плите 2 укреплены щеки 3, установленные на размер квадратного конца центровой оправки. В патронах типа Б устанавливаются ведущие кулачки 4 для зажима сырых деталей.

Применение поводкового патрона вместо обычного хомутика создает возможность для повышения жесткости установки обтачиваемых валов. Заготовка, заклиненная между двумя эксцентричными кулачками, представляет собой как бы одно целое с подвижной частью патрона. Однако наличие гарантированных зазоров в сопряжениях патрона ( не выбираемых при закреплении заготовки) значительно снижает жесткость всей системы в целом. За счет этих зазоров сохраняется сходство с шарнирной опорой, так как при этом остается возможность поворота заготовки на небольшой угол.

Шестикулачковый самоцентрирующий патрон Советский патент 1982 года по МПК B23B31/16

Изобретение относится к станко-строению и может быть использовано для закрепления тонкостенных деталей.

Известны шестикулачковые самоцентрирующие патроны, содержа1Ч 1е корпус, основные и дополнительные кулачки, размещенные в пазах корпуса, основной и дополнительный спиральные диски, перемещающие указанные кулачки и связанные с основным и допол.нительным коническими колесами, вращаемыми посредством приводной конической шестерни 1.

Недостатком известных устройств является закрепление только таких деталей, на которых выполнены строго концентричные внешняя и внутренняя базовые поверхности.

Цель изобретения — расширение технологических возможностей и сокрагцение времени зажима-разжима.

Поставленная цель достигается тем, что патрон снабжен установленным с возможностью поворота вокруг оси патрона в выполненном в корпусе дуговом пазу подпружиненным ползуном, несущим приводную коническую щестерню, и размещенной дополнительным спиральным диском и дополнительной конической шестерней крестовообразной муфтой, подпружиненной в двух взаимноперпендикулярных направлениях относительно шестерни и

10 диска.

На фиг. 1 изображен патрон в разрезе-, на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — вид по стрелке В на фиг. 1.

В корпусе 1 патрона выполнены три равномерно расположенных радиальных паза 2, в которых подвижно по направляю1щм 3 помещены основные 4 и вспомогательные 5 Зс1жимные кулачки.

20 Посредством реек 6 основные кулачки 4 взаимодействуют с основным спиральным диском 7, на котором нарезаны зубцы колеса 8. Посредством реек 9 вспомогательные кулачки 5 вз имодействуют со вспомогательным спи ральным диском 0, между витками ко торого и зубцами реек образован зазор, позволяющий диску смещаться относительно кулачков. Па диске 10 выполнена шпонка 11, подвижно установленная в пазу крестовой муфты 12 (муфта Ольдгейма). Перпендикулярно указанному пазу крестовая муфта сна жена шпонкой 13, подвижно установленной в пазу вспомогательного конического зубчатого колеса 14. Двумя пружинами 15з расположенными в углублениях, выполненных в шпонке 11 и в теле муфты 12, вспомогательный диск 10 фиксируется соосно муфте 12, н двумя прулданами 16, распол женными в углублениях, выполненных в шпонке 13 и в теле колеса 4, муф та 12, а следовательно, и диск 10 .фиксируется соосно корпусу 1 патрона. Конические колеса 8 и 14 взаимодействуют с приводной конической ше стерней 17 (одной или несколькими), которая вращательно установлена в иолзуне 18, установленном подвижно в дуговом пазу 19, выполненном на периферии корпуса 1. С ползуном взаимодействует водило 20, которое ступицей 21 установлено вращательно на хвостовике 22 патрона. Ступица 21 и хвостовик 22 снабжены держателями 23 и 24, в которых закреплены концы спиральной прулсины 25, выполненной.,-с весьма пологой характеристикой. Прузкина 25, совместно с водилом 20 и ползун 18 обеспечивают фиксаций шестерни 17 в исходном положении, которое показано на фиг. 2, Патрон работает следующим образом. Изделие 26, представляющее собой втулку с тонкими стенками, устанавливают между разведенными кулачками 4 и 5. С помощью ключа (не показан) вращают шестерню 17 в направле нии стрелки В (по часовой стрелке). Ведомые шестерней 17 колеса 8 и 14 и с ними спиральные диски 7 и 10 вращаются при этом в противоположны направлениях, сближая кулачки 4 и 5 друг с -другом. Изделие 26, при достижении кулач Kat-ш 4 его поверхности, устанавливается соосно патрону и оказывает сопротивление дальнейа1ему продвиже54иию кулачков 4 к оси патрона. В результате этой реакции возникает сила трения между витками спирали диска 7 и зубцами рейки 6 кулачков 4, вследствие чего увеличивается крутящий момент на шестерне 17 и возникает реакция со стороны колеса 8, направленная по стрелке Г. Иревьппение указанной реакции величины упругой силы пружины 25 дестабилизирует исходное положение шестерни 17 и та, сжимая пружину, начнет планетарно обкатываться по остановившемуся колесу 8, вследствие чего движение кулачков 4 к оси патрона прекратится, а вращение колеса 14 и диска 10 ускорится, и тем ускорится перемещение кулачков 5 и внутренней поверхности изделия. При наличии в изделии эксцентриситета расположения отверстия или в случае разностенности изделия в контакт с его поверхностью вступает один из кулачков 5 и тем вынуждает крестовую муфту 12 совместно с диском 10 и сцепленными с ним двумя другими кулачками сдвинуться параллельно самим себе и самоустановиться по поверхности изделия о Прекращение перемещений кулачков 4 и 5 стабилизирует положение приводной шестерни 17 и, при продолжении ее вращения ключом, вынуждает колеса 8 и 14 вращаться встречно друг другу, возбуждая при этом зажимное усилие между кулачками, которое замыкается на металл изделия, не вызывая его деформации. Раскрепление изделия осуществляют вращением шестерни 17 против часовой стрелки и при исчезновении усилия заясима изделия пружина 25 возвратит водило 20, ползун 18 и шестерню 17 в исходное положение на упоре. Усилие центрирования тонкостенного изделия регламентируется упругой силой пружины 25, чем исключается субъективность центрирования, а вместе с этим возможность пережима и возникновение брака. Автоматизм.раскрепления изделия вспомогательным центрирукяцим механизмом обеспечивает быстродействие увеличение производительности независимо от того, концентричны поверхности изделия или нет. Указанные особенности конструкции обеспечивают технологическую

целесообразность и

экономическую рентабельность о

Формула изобретения

Шестикулачковый самоцентрирующий патрон, содержащий корпус, основные и дополнительные кулачки, размещенные в пазах корпуса, основной и дополнительный спиральные диски, перемещающие указанные кулачки и связанные с основным и дополнительным коническими колесами, вращаемыми посредством приводной конической шестерни, отличающийся тем, что, с цельк) расширения технологических возможностей и сокращения времени зажима-разжима, патрон снабжен установлешшм с возмогаюстью поворота вокруг оси патрона в выполненном п корпусе дуговом пазу подпружиненным ползуном, несущим приводную коническую шестерню, и размещенной между дополнительш 1м спиральным диском и дополнительной конической шестерней крестоаообразной муфтой, подпружиненной в двух в заимноперпендикуля рных направлениях относительно шестерни и диска.

Источники информации, .принятые во внимание при экспертизе

1о Авторское свидетельство СССР № 379331, кл. В 23 В 31/61, 1972.

Какие еще ГОСТы связаны с токарными патронами

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

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

Фланцы промежуточные к самоцентрирующим патронам ГОСТ 3889-80

Настоящий стандарт распространяется на промежуточные фланцы, предназначенные для установки на концы шпинделей металлорежущих станков самоцентрирующих патронов общего назначения.

Промежуточные фланцы (их называют еще План-шайбы) необходим для центрирования и крепления патронов с центрирующим пояском (ГОСТ 2675 тип 1) на любой из 4-х типов концов шпинделей токарных станков.

ГОСТ 3889-80 (DIN 6350) Фланцы должны изготавливаться исполнений:

Исполнение 1 – устанавливаемое на резьбовые концы шпинделей по ГОСТ 16868;
Исполнение 2 – устанавливаемое на фланцевые концы шпинделей по ГОСТ 12593 под поворотную шайбу;
Исполнение 3 – устанавливаемое на фланцевые концы шпинделей по ГОСТ 12595 исполнения 1;
Исполнение 4 – устанавливаемое на фланцевые концы шпинделей по ГОСТ 12595 исполнения 3.

ГОСТ 3889 Исполнение 1. Фланцы промежуточные на резьбовые концы шпинделей

ГОСТ 3889 Фланцы промежуточные на резьбовые концы шпинделей

Для того, чтобы на переднем конце шпинделя закрепить токарный патрон, необходимо изготовить или приобрести промежуточный (переходной) фланец, который еще называют планшайбой.

Со стороны шпинделя промежуточный фланец должен навинчиваться на резьбу шпинделя d и очень точно надвигаться на центрирующий поясок – цилиндр диаметром Ø d1 и длиной l мм.

Со стороны токарного патрона промежуточный фланец должен иметь центрирующий поясок – ступеньку D4 для точной установки и центрирования токарного патрона на промежуточном фланце, а также иметь сквозные отверстия для крепления патрона. Очевидно, что для каждого типоразмера токарного патрона должен быть свой промежуточной фланец.

Допускается устанавливать на промежуточном фланце исполнения 1 запорное устройство против самоотвинчивания.

Процесс установки токарного патрона состоит из следующих этапов:

Промежуточный фланец навинчивается на резьбу шпинделя до упора. Отверстие во фланце должно плотно садиться на поясок шпинделя
Закручиваются винты запорного устройства против самоотвинчивания
Проверяется биение центрирующего пояска на фланце (D1) и опорной торцевой поверхности со стороны патрона
На центрирующий поясок (D1) устанавливается патрон и крепится болтами
Проверяется радиальное и торцевое биение патрона

Пример: фланец промежуточный к токарному станку ТВ-4

Фланец промежуточный к токарному станку ТВ-4

Пример условного обозначения фланца исполнения 1, диаметром 100 мм:

Фланец 7081-0592 ГОСТ 3889-80

Пример условного обозначения фланца исполнения 1, диаметром 125 мм:

Фланец 7081-0593 ГОСТ 3889-80

Фланец промежуточный к токарному станку с резьбовым концом шпинделя

ГОСТ 3889-80 Фланцы промежуточные под поворотную шайбу

ГОСТ 3889-80 Фланцы промежуточные к концам шпинделей типа А. Исполнение 1

Классификация токарных патронов

По количеству кулачков в патроне

Кулачки отвечают за качество закрепления деталей. Они выполняются из качественного металла.

Двухкулачковые

Четырёхкулачковые

По типу зажима детали

Зажим происходит внешний. Кулачки располагаются сверху и хватаются за деталь.

Обратные

По механизму фиксации заготовки

Механизм фиксации — важная характеристика, определяющая качество работы.

Клиновые

Цанговые

Рычажные

Сверлильные

Термопатроны

Гидропатроны

Самозажимные

Кулачковые токарные патроны

Наиболее удобные и функциональные. Работают как на сжатие, так и на разжимание, поэтому могут захватывать заготовку как снаружи, так и изнутри. Различаются количеством кулачков и механизмом их привода. В отличие от металлообработки, для точения дерева двух и трёхкулачковый патрон практически не применяется. Также не пользуются популярностью варианты со спиральным приводом и несъемными кулачками. Наиболее распространённый тип токарных патронов для работы по дереву – самоцентрирующиеся четырёхкулачковые, с реечно-винтовым механизмом передачи и сменными кулачками. На российский рынок они поставляются брендами Axminster, Jet, Barracuda и другими, менее известными компаниями.

Кулачковый токарный патрон

4-кулачковый токарный патрон Ø150 мм

4-кулачковый токарный патрон Ø100 мм

Разновидности кулачков

По форме и назначению сменные кулачки для токарных патронов по дереву делятся на несколько типов, имеющих специальную маркировку:

A, G, M – на сжатие, отличаются размером и глубиной захвата;
D и F – действуют на разжимание;
C и H – универсальные. Разная форма губок;
для работы с мягким, чувствительным к сжатию деревом, используются кулачки с резиновыми креплениями.

Классификация токарных патронов

По количеству кулачков в патроне

Кулачки отвечают за качество закрепления деталей. Они выполняются из качественного металла.

Двухкулачковые

Четырёхкулачковые

По типу зажима детали

Зажим происходит внешний. Кулачки располагаются сверху и хватаются за деталь.

Обратные

По механизму фиксации заготовки

Механизм фиксации — важная характеристика, определяющая качество работы.