Зажимной патрон | это… Что такое Зажимной патрон?
Зажимной патрон (токарный патрон, сверлильный патрон, цанговый патрон) — специальное устройство для крепления деталей или инструмента на оси шпинделя.
Содержание
|
Токарный патрон
Токарный самоцентрирующийся трехкулачковый патрон с ключомОбычно используется в составе передней бабки (шпинделя) токарного станка для зажима обрабатываемой детали. Иногда используется в составе поворотных столов и делительных головок.
Различают самоцентрирующиеся патроны (для установки осесимметричных деталей) и патроны с независимыми кулачками (для несимметричных деталей).
На оси шпинделя патрон может крепиться
тип 1 – с цилиндрическим центрирующим пояском и с креплением через промежуточный фланец (в простонародье “планшайба”).
тип 2 – с креплением непосредственно на фланцевые концы шпинделей под поворотную шайбу по ГОСТ 12593 (конус).
тип 3 – с креплением непосредственно на фланцевые концы шпинделей по ГОСТ 12595 (конус, сквозное крепление).
Цанговый патрон
Цанговые патроны. Цанговые патроны применяют главным образом для закрепления холоднотянутого прутка или для повторного зажима заготовок по предварительно обработанной поверхности. По конструкции различают патроны с втягиваемой, выдвижной, и неподвижной цангами. По назначению цанги делятся на подающие и зажимные.
Подающая цанга представляет собой стальную закаленную втулку, имеющую три неполных разреза, образующих пружинящие лепестки, концы которых поджаты друг к другу. Форма и размеры отверстия подающей цанги должны соответствовать профилю прутка. Подающая цанга навинчивается на подающую трубу, которая получает осевое перемещение и осуществляет подачу расположенного в ней прутка от кулачкового механизма или от гидромеханического привода.
Зажимная цельная цанга – выполняется в виде втулки с пружинящими лепестками. Цанга с тремя лепестками применяется при обработке заготовок диаметром до 3 мм, с четырьмя – диаметром до 80 мм и с шестью – диаметром свыше 80 мм. Угол при вершине конуса цанги обычно равен 30 градусам. Для обработки заготовок малого диаметра применяют зажимные разъемные цанги, у которых кулачки разводятся пружинами. В некоторых случаях применяют разъемные цанги со сменными вкладышами, форма и размеры которых зависят от формы и размеров обрабатываемого прутка. Цанговый патрон также служит для крепления концевого режущего инструмента (сверла, фрезы, метчики) с небольшим диаметром хвостовика. Инструмент в таком патроне фиксируется в сменной цанге, которая в свою очередь фиксируется в патроне гайкой.
Недостатком такого патрона является то, что для инструмента с различным диаметром хвостовиков требуются разные цанги. Несмотря на это цанговый патрон получил очень широкое распространение благодаря своей простоте и надежности. Наиболее широко распространены патроны с цангами типа ER.
В автоматах продольного точения цанговый патрон служит по существу вместо токарного, то есть в него зажимается обрабатываемая деталь. Причина такого решения заключается в малом диаметре обрабатываемых деталей. Цанги для автоматов продольного точения существенно отличаются по конструкции от обычных цанг. При этом на таком станке наряду со специальными цангами для зажима детали могут использовать, стандартные для зажима инструмента.
Сверлильный патрон
Сверлильные патроны на конусах с зажимным ключомКак и следует из названия, такой патрон применяется для закрепления сверла на оси шпинделя станка.
Эти патроны используются также в ручных дрелях.
Достоинством сверлильного патрона является возможность зажимать инструмент в очень широком диапазоне диаметров. Недостатком является высокая стоимость (в станках используются прецизионные сверлильные патроны, которые намного дороже используемых в ручных дрелях). Другой минус: неспособность воспринимать радиальную нагрузку, что делает невозможным его применение для фрезерования.
Сверлильный патрон, как правило, используется при необходимости зажать сверло небольшого диаметра, чаще всего цельнотвердосплавное или из быстрорежущей стали.
Патрон перфоратора
Ударная дрель имеет специальный патрон под специальное сверло. Современная массовая конструкция разработана Bosch в 1975 году.
Термопатрон
Термопатрон применяется для тех же целей, что и цанговый патрон. Отличие заключается в принципе зажима инструмента: в термопатроне для этого применяется горячая посадка. Патрон разогревается в специальном устройстве и его отверстие увеличивается за счет термического расширения.
Затем в него вставляется инструмент, и патрон охлаждают (на воздухе либо в специальном устройстве)[1][2]
Разжим происходит аналогично.
Достоинство термопатрона — в высоком усилии зажима, которое невозможно достичь в цанговом и, тем более, сверлильном патроне. Применение такого патрона позволяет снизить вибрацию и существенно повысить стойкость инструмента.
Недостатки: для инструмента разных диаметров нужны разные патроны; постоянные циклы нагрева и охлаждения приводят к сильному износу патрона, устройства нагрева и охлаждения; также термопатроны дороги (и оттого мало распространены в России).
Гидропатрон
Гидропатрон — технология альтернативная термопатрону. В гидропатроне зажим инструмента осуществляется за счет давления жидкости. Для зажима/разжима патрона достаточно повернуть винт в боковой поверхности. Инструмент может зажиматься как непосредственно в патрон, так и через переходную карандашную цангу (что позволяет использовать один патрон для большой номенклатуры инструмента) При этом усилие зажима намного выше, чем в цанговом патроне, а жидкость внутри одновременно способствует гашению вибраций.
Гидропатрон стоит существенно дороже цангового, но не требует специального устройства, как термопатрон, и более универсален.
Недостатками (по сравнению с термопатроном) являются: невысокое усилие зажима, невозможность использования с инструментом, имеющим weldon- и whistle notch-хвостовики, опасность поломки при зажиме вхолостую по ошибке.
В новых, усиленных моделях гидропатронов эти недостатки устранены. Однако гидропатроны по прежнему не предусматривают возможности использования с балансировочной машиной. Кроме того, их нельзя использовать при высокоскоростной обработке без охлаждающей жидкости, так как жидкость внутри патрона может закипеть.
Weldon-патроны
Применяется для инструмента с Weldon-хвостовиком. Принцип действия прост: хвостовик инструмента имеет лыску, зажатие осуществляет закручиванием винта, винт упирается в площадку лыски, надежно фиксируя инструмент.
Достоинства: большая, по сравнению с цанговым патроном, жесткость, простота.
Недостатки: для инструментов с различным диаметром хвостовика нужны разные патроны.
На практике инструмент с хвостовиком Weldon часто зажимаю в другие типы патронов. Это допускается, но ведет к некоторым проблемам:
1. Асимметрия инструмента с Weldon-хвостовиком увеличивает дисбаланс. Теоретически эта проблеме легко решается путем балансировки оправок с инструментом, однако в действительности балансировочные машины редко встречаются на российских предприятиях.
2. Гидропатрон можно сломать, зажав в него инструмент с хвостовиком Weldon.
Наиболее широко Weldon применяется для зажима инструментов с большим диаметром хвостовика(20 мм и более) Как правило это сверла, фрезы и расточки со сменными пластинами. Единственной альтернативой данной технологии в этой области являются модульные системы оснастки.
Патроны whistle notch
Сходен с Weldon, имеет все описанные достоинства и недостатки последнего.
Единственное отличие: лыска на инструменте и зажимной винт выполняются под углом, таким образом винт не только прижимает инструмент к стенке патрона, но и затягивает его внутрь. Несмотря на некоторые преимущества, в России применяется редко.
См. также
- Планшайба токарная
- Цанга
- Конус инструментальный
Примечания
- ↑ Принцип термозажима,
- ↑ Термоусадочная техника
Цанговые патроны, набор цанг, фрезерные оправки, переходные оправки — оснастка металлорежущих станков.
Главная » Блог » Инструмент и оснастка » Цанговые патроны, набор цанг, фрезерные оправки, переходные оправки — оснастка металлорежущих станков.
24 Мар 2019
Поделиться:
При работе на токарных, сверлильных фрезерных станках по металлу станках практически невозможно обойтись без специальной оснастки.
Помимо свёрл, фрез и резцов, которые и являются основными инструментами, используемыми для работы на этих станках, потребуются такие приспособления, как:
- цанги;
- цанговые патроны;
- фрезерные оправки;
- переходные оправки.
Каждое из этих приспособлений имеет своё предназначение, определяющее его функциональные особенности.
Перейти в каталог цанговых патронов и оправок фрезерных
Цанги и цанговые патроны
Цанги хорошо известны каждому человеку, который хотя бы раз в жизни пользовался автоматическими карандашами. Однако именно в сфере производства они оказались незаменимы. В частности, без них невозможно эффективно эксплуатировать большинство металлорежущих станков. Впрочем, сама по себе цанга не может выполнять возложенную на неё функцию и работает только будучи снаряжённой в цанговый патрон. По сути, это комплекс, состоящий из нескольких частей, таких как:
- цанга;
- цанговый патрон;
-
самозажимная гайка.
Цанга вставляется в патрон и плотно фиксируется в нём самозажимной гайкой. Проём, в который вставляется цанга, имеет конусную форму, как, в сущности, и сама цанга, по мере закручивания гайки цанга смещается и её лепестки сжимаются. Благодаря этому цанга плотно фиксирует вставленный в неё металлорежущий инструмент или заготовку, предназначенную для обработки. Каждый, кто пользовался автоматическим карандашом, легко может себе это представить.
Разновидности цанг
Обычно в комплекте с одним цанговым патроном идёт целый набор цанг, позволяющих использовать инструмент с хвостовиками различного диаметра. Признак, по которому различаются цанговые патроны, определяется, прежде всего, тем, что входит в набор цанг, используемых в работе. Все они разделяются на три типа, в том числе на:
- неподвижные;
- выдвижные;
- втягивающиеся.
В любом случае зажатый в цанге инструмент или заготовка плотно фиксируются по центру и в процессе работы металлорежущего станка не допускают сколько-нибудь значительного отклонения инструмента или заготовки от оси центра.
Плотность фиксации детали или режущего инструмента обеспечивается посредством лепестков, количество которых в цанге зависит от диаметра зажимаемой в ней детали или инструмента. Чем он больше, тем большее количество лепестков требуется для фиксации.
Так, детали небольшого диаметра, до трёх миллиметров, могут быть надёжно зафиксированы тремя лепестками. Для крепления деталей, диаметр которых колеблется от трёх до восьмидесяти миллиметров, требуется цанга уже с четырьмя лепестками. Если же диаметр детали превышает восемьдесят миллиметров, то для её надёжной фиксации набор цанг должен включать в себя изделия с шестью лепестками.
Способы крепления цанговых патронов к шпинделю
Кроме того, цанговые патроны различаются между собой по способу крепления к шпинделю, таких способов также несколько, среди них:
- крепление через быстросъёмный конусный зажим;
- крепление через переходную втулку;
-
резьбовое крепление.
Цанговые патроны с быстросъёмными зажимами используются для обработки длинномерных деталей на станках с числовым программным управлением. Быстросъёмные комплектующие позволяют сократить время, затрачиваемое на их замену, что ведёт к увеличению производительности труда. Однако одностороннее крепление длинномерной детали может приводить к её усиленной вибрации на незакреплённом конце. Следствием этого может стать порча узлов и механизмов станка. Поэтому такого рода цанговые патроны используются в основном для обработки короткомерных деталей.
Конусы Морзе
Так же быстро можно заменять цанговые патроны, которые крепятся через переходные оправки, имеющие коническую форму. Такие оправки или втулки называются конусами Морзе по имени американского изобретателя, инженера, создавшего их в 1864 году. На основе этого изобретения уже более сотни лет создаются все металлорежущие инструменты. Морзе разделил их на восемь размеров, от МК0 до МК7. В нашей стране используются все эти размеры, кроме МК 7, вместо него в отечественный набор цанг входит другой размер № 80.
Характеристика конусов Морзе
Конус Морзе определяется таким показателем, как конусность. В основе этого показателя лежит отношение двух величин, одна из которых — диаметр конуса у его основания D и вторая — это высота конуса H. Таким образом, конусность определяется отношением диаметра основания конуса к его высоте. Получается, что показатель конусности 1:10 означает, что основание конуса в десять раз меньше его высоты.
Поскольку для конусов гораздо большее значение имеют угловые величины, то, по сути, нет никакой разницы в какой системе мер он создавался. Американские конусы вполне совместимы с европейскими и могут с успехом заменять друг друга. Несовпадение возникает только по резьбе, которая в Европе нарезается в метрической системе.
Современные стандарты конусов Морзе
На практике оказалось, что многие типоразмеры наших конусов слишком велики, и возникла необходимость создания их укороченных вариантов. Были урезаны их основания, и в результате появилось несколько новых стандартов, в том числе такие их разновидности, как:
- ISO-конусы международного стандарта для автоматической и ручной смены инструмента;
- дублирующие ISO, российские стандарты;
-
NMTB — американский вариант всё того же ISO.
Универсальная цанга типа ER
Сегодня на их базе делают фрезерные и переходные оправки, цанговые патроны. На основе этих стандартов была создана новая цанга типе ER. Впервые она появилась в 1973 году. От прочих подобных изделий её отличало наличие сквозного отверстия и появление дополнительной (второй) зоны зажима. За прошедшие десятилетия она прошла огромный путь к всеобщему признанию. Сегодня она является общепризнанным лидером на рынке подобных изделий.
В наши дни их используют практически на всех предприятиях машиностроительной и не только машиностроительной отрасли. Ими оснащаются станки с числовым программным управлением, поскольку их замена в автоматическом режиме не составляет никакой проблемы. Для того чтобы цанга плотно обхватила инструмент, нужно просто закрутить гайку патрона.
Хвостовик режущего инструмента вставляется в проём шпинделя, где они закрепляются достаточно жёстко для того, чтобы избежать излишней вибрации на конце инструмента.
Крепление инструмента с конусообразным хвостовиком основано на принципе самозаклинивания, которое осуществляется за счёт присутствия на конце хвостовика так называемой лапки, которая входит в специальный паз переходной втулки и надёжно фиксирует его там, не давая инструменту проворачиваться в процессе работы станка.
Впрочем цанга типа ER способна надёжно фиксировать любые хвостовики, и даже круглые. Она одинаково успешно взаимодействует с любым инструментом, будь то фреза, сверло или метчик, результат всегда будет превосходным. В то же время при необходимости инструмент, закреплённый в переходной втулке, может быть легко заменён.
Поскольку каждая переходная втулка рассчитана на работу с конкретным инструментом, её паз для хвостовика заточен под определённый размер. Поэтому при смене металлорежущего инструмента приходится менять и переходную втулку, что обычно делается довольно-таки быстро.
Резьбовое крепление
Резьбовое крепление обеспечивает прочную фиксацию инструмента.
Его сущность заключается в том, что внутри конусообразного хвостовика нарезана резьба и инструмент накручивается на шток, закреплённый в шпинделе. Наличие резьбы позволяет легко снимать даже заклинивший инструмент. Использование резьбового крепления позволяет добиться прочной фиксации металлорежущего и деревообрабатывающего инструмента и значительно уменьшить вибрацию, благодаря чему возрастает качество обработки деталей.
Многообразие фрезерных оправок
Широкое применение в современном производстве находят фрезерные оправки, без этих с виду простых приспособлений практически невозможно надёжное закрепление дисковых фрез. Существует множество видов оправок для фрез, среди них выделяется несколько наиболее часто используемых, таких как:
- оправки для торцовых фрез;
- оправки для цилиндрических фрез;
- оправки для концевых фрез;
- оправки для метчиков.
Оправки для торцовых фрез
Поскольку торцовые фрезы используются для выполнения фрезерных работ особой сложности, то к оправке, на которую они устанавливаются, предъявляются особые требования.
Закрепление торцовой фрезы на оправке производится посредством винта, благодаря чему инструмент фактически застрахован от проворачивания. Особенность оправок для цилиндрических фрез заключается в том, что на одной оправке может быть расположено сразу несколько фрез.
Оправки для цилиндрических фрез
Такую возможность оправка для цилиндрических фрез приобрела благодаря закреплению её с двух сторон. Установка фрезы в том или ином месте оправки производится произвольно и осуществляется за счёт использования втулок. На втором конце оправки нарезана резьба для поджимной гайки. От проворачивания инструмента его защищает наличие клиновидной шпонки в валу оправки.
Оправки для концевых фрез
Ещё одна необычная оправка предназначена для работы с концевыми фрезами и сверлами. Необычность её заключается в том, что в отличие от всех прочих оправок её диаметр превышает диаметр отверстия в центре фрезы. Следовательно, фреза никоим образом не может крепиться на фрезерные оправки сверху.
Крепление фрезы производится с использованием цангового соединения на конце оправки. В качестве инструмента на фрезерные оправки могут крепиться не только концевые фрезы, но и, например, сверла.
Универсальный патрон для сверла
Для сверла был разработан универсальный сверлильный патрон, в который можно вставлять свёрла практически любого диаметра, но у него есть, по крайней мере, один весьма существенный недостаток, который заключается в том, что универсальный сверлильный патрон не обеспечивает плотной фиксации сверла, что приводит к его проворачиванию. Поэтому в тех случаях, когда требуется высокоточный результат, используется цанговый патрон и набор цанг под свёрла разного диаметра.
Гидравлические цанговые патроны
Некоторые цанговые патроны работают на гидравлическом принципе, что обеспечивает мощный зажим цанг. Эти устройства достаточно просты, но в то же время они значительно дороже обычных.
Патрон с термообжимом
Достичь высокой точности обработки деталей можно с использованием патрона с термообжимом.
Его специфика заключается в том, что диаметр отверстия в патроне чуть меньше диаметра хвостовика инструмента, поэтому, прежде чем поменять его, патрон разогревается с помощью катушки индуктивности. Инструмент разогревается до очень высоких температур, поэтому для того, чтобы функциональные возможности инструмента не снижались, его производят только из тугоплавких материалов. При этом использование фрезы или сверла, хвостовики которых по размеру не совпадают с размером патрона, недопустимо.
Фиксация метчика
Фрезерные оправки довольно часто используются для нарезания резьбы, в том числе и внутренней. Внутренняя резьба наносится посредством метчика с квадратным хвостовиком. Именно такой хвостовик позволяет особенно жёстко зафиксировать инструмент в цанговом патроне. При этом существуют два способа нарезания резьбы: с использованием патронов, компенсирующих погрешность, и с закреплением хвостовика метчика с четырёх сторон.
Резьба в глухих отверстиях
В тех случаях, когда требуется нанести резьбу в глухих отверстиях, высокая скорость вращения противопоказана, поскольку она может привести к сверлению более глубокого отверстия, чем нужно, поэтому для того, чтобы избежать нежелательного результата, используется специальная предохранительная муфта.
Если требуется нанести внутреннюю резьбу на заготовках разного диаметра, под каждую заготовку должен быть не только отдельный метчик, но и отдельный патрон.
Переходные оправки
В процессе работы на металлорежущем станке довольно часто приходится иметь дело с заготовками разного размера и геометрической формы и в таких случаях без такого элемента оснастки, как переходные оправки, просто не обойтись. Как и многие другие элементы оснастки станка, переходные оправки имеют конусообразную форму. Обычно это стандартные номера конуса Морзе от 0 до 7. Их использование позволяет значительно сократить время, необходимое на перенастройку оборудования, особенно в тех случаях, когда речь идёт о фрезерных станках с числовым программным управлением.
Цанги с резьбой 1/4-28 | Brown Aviation & Aircraft Tools
Загрузите наш полный каталог Загрузите наш мини-каталог Brown Aviation Tool Supply, LLC | Предметы
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Цанга с резьбой 1/4 дюйма | Коричневый авиационный инструмент
Загрузите наш полный каталог Загрузите наш мини-каталог Brown Aviation Tool Supply, LLC | Предметы Прокрутите изображение, чтобы увеличить Нет гарантии точности изображения или описания товара. Цанга с резьбой 1/4 дюйма Код изделия ТС-1/4 Цена $5,95 Количество Извините, вы ввели недопустимое значение! Резьба 1/4-28 позволяет использовать стандартные сверла с бурильным двигателем или буровой насадкой. Изготовлено исключительно для Brown Aviation Tool. Размер указан на цанге для облегчения идентификации. TC-1/4 Резьбовая цанга 1/4″ с резьбой 1/4-28
|
США Начиная с: 100 элементов 0,62 доллара США
