От качества закрепления детали, обрабатываемой на металлорежущем станке, зависит не только возможность исполнения технологических требований, но и безопасность труда станочников. Общепринятыми приспособлениями для надежного крепления заготовок являются зажимные патроны (токарные, цанговые, сверлильные), используемые для работы на токарных и сверлильных станках. Их структура основана на различных конструктивных решениях, цель которых – обеспечить надежный зажим и центрирование заготовок, в результате чего обеспечивается выполнение заданных технологических требований.
Особенности токарных патронов
Наиболее привычными и часто используемыми являются трехкулачковые токарные патроны, оснащенные пронумерованными цельными и сборными кулачками. Среди приспособлений этого вида можно отметить патроны:
- самоцентрирующие, с кулачками, положение которых регулируется одним ключом, действующим одновременно на все три кулачка, что особенно удобно при обработке осесимметричных заготовок;
- с независимыми кулачками, позволяющими осуществлять точную настройку крепления асимметричных заготовок.
Трехкулачковые зажимные патроны устанавливают различными способами, в том числе:
- непосредственно в шпинделе;
- закрепляя их на поворотных столах;
- в конструкции делительной головки.
Крепление трехкулачковых патронов в шпинделе зависит от конструктивных особенностей станка или требований технологии обработки детали:
- с использованием планшайбы (промежуточного диска) и центрирующего цилиндрического пояска;
- на фланцевый конец шпинделя с поворотной шайбой, в соответствии с ГОСТом 12593;
- к фланцу шпинделя с коротким конусом А (ГОСТ 12595).
Из трех гнезд для ключа, расположенных на боковой цилиндрической поверхности патрона, используется один, под номером 0. Развернув патрон таким образом, чтобы нулевое гнездо под ключ находилось сверху, внизу окажется кулачок №1, имеющий гребенку, наиболее близко расположенную к центральной оси шпинделя.
Патроны цанговые: конструкционные особенности
В основе конструкции этого вида патронов заложена цанговая втулка, изготовленная из закаленной стали. Упругие разрезы-лепестки цанговой втулки с осевым сквозным отверстием обеспечивают надежный захват заготовки. Для фиксации захвата и удерживания ее в определенном положении служит специальная гайка с резьбой – ее навинчивают поверх корпуса втулки, обеспечивая боле прочный зажим лепестков. По конструкции цанговые втулки могут быть неподвижными, выдвижными, втягиваемыми, использоваться для зажима и подачи заготовок. Разрезные части цанги («лепестки») прочно обхватывают вставленную в нее заготовку или инструмент с цилиндрическим хвостовиком.
Любая из указанных конструкций удобна при точении длинномерных заготовок, а также для закрепления ранее проточенных концов заготовки – этому способствует сквозное осевое отверстие в патроне.
Изготовленные из закаленной стали, подающие цанги (с углом при вершине 30˚), отличаются повышенной упругостью, пружинящие лепестки, образованные надрезами на корпусе, плотно обхватывают заготовку, обеспечивая ее надежное крепление. Подающая труба с навинченной на нее цангой, с помощью гидропривода перемещается в осевом направлении, передавая движение зажатому в ней длинномеру. Размеры деталей варьируются, в зависимости от количества зажимных элементов цанговой втулки:
- трехлепестковая цанга способна удерживать заготовки диаметром менее 3-х мм;
- четырехлепестковая обеспечивает надежный зажим деталей радиусом до 40 мм;
- шестилепестковая – для деталей радиусом 40 мм.
В зажимных разъемных цангах кулачки разводятся пружинами. В таких цангах, для обработки прутков различных размеров и формы, возможно применение сменных вкладышей.
Цанговые патроны со сменными цангами, которые фиксируются в патроне гайками, используют также при работе с концевыми сверлами, фрезами, метчиками небольшого диаметра. Гайка при закручивании вдавливает цангу вглубь патрона, способствуя сжатию лепестков цанги и обжиму инструмента. Этот способ крепления инструмента вполне надежен, некоторым неудобством является отсутствие универсальности: при смене диаметра хвостовика инструмента меняется цанга, которая должна соответствовать ему по размеру. Особенно популярны цанги типа ER. Несмотря на это неудобство, способ крепления, благодаря простоте и надежности, широко используется на практике.
Для обработки заготовок малого диаметра цанговые патроны заменяют собой токарные патроны, что особенно характерно при использовании токарных автоматов продольного точения. Учитывая специфику работы, при работе на станках этого типа используют цанговые патроны особой конструкции. В отдельных случаях возможно применение стандартных цанг, предназначенных для крепления инструмента.
Патроны сверлильные
Для усиления надежности крепления инструмента при работе на сверлильных станках используются патроны сверлильные, оснащенные зажимным ключом.
Сферы применения таких патронов различны: их используют как в качестве станочных приспособлений, так и при эксплуатации ручных дрелей. Это объясняется техническими возможностями зажимных устройств сверлильных патронов, которые способны осуществлять зажим инструментов с хвостовиками различных размеров, в том числе сверл из твердых сплавов или из быстрорежущей стали. Не рекомендуется использовать их для работы на фрезерных станках, из-за повышенных радиальных нагрузок.
