Как выбрать патрон для токарного станка?
Патрон токарный кулачковый представляет собой необходимое комплектующее для токарного станка. От качества зажимного устройства зависит конечный результат работы.
В частности, если патрон не будет давать наибольшее усилие зажима, то деталь может просто вылететь с переднего конца шпинделя. Устройство отвечает за точность центрирования, влияет на то, будут ли точно перпендикулярными оси обработки.
Патрон токарный кулачковый: характеристики, схема, классификация
Безусловно, к вопросу выбора комплектующего следует отнестись со всей серьезностью, так как оно определяет эффективность процедуры и качество получаемых деталей.
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.
Предназначение
Внутри рассматриваемого типа детали находится кулачковый механизм. Эта важная составляющая позволяет центрировать и зажимать заготовку.
Происходит это за счет сужения деталей кулачков, а потом зажатие их пинолем. Только после полного закрепления детали можно начинать работу токарного станка по дереву или по металлу. Если процедуру не выполнить, то заготовка может не только выпасть или повредиться, но и нанеси вред мастеру.
Следует внимательно проверить качество крепления детали в патроне. Сначала специалисты включают токарный станок на небольшую мощность, смотрят, хорошо ли вращается механизм. Если после нескольких кругов все в порядке, то продолжат работу на более высоких мощностях.
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.
Трёхкулачковые
Оптимален для выработки шестигранных и округлых вариаций. Шунтирование происходит по трем бокам кулачков.
Четырёхкулачковые
4 х кулачковый патрон состоит из четверых узлов, которые функционируют независимо. Применяют для обработки прямоугольных и квадратных вариантов.
Кулачки патронов разделяют на прямые и обратные. Практически не влияет на результативность. Подбирается в зависимости от типа входа патрона.
Прямые
Зажим происходит внешний. Кулачки располагаются сверху и хватаются за деталь.
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
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
Гидропатроны
Механизм такой же, что и предыдущий, но используется не температура, а гидросфера. Жидкостная среда дополнительно гасит вибрации.
Поводковые
Зажатие детали происходит специальным поводком. Удобно только для обработки небольших поверхностей.
Самозажимные
По типу исполнения
Цельный
Выполняют из куска стали с параметрами от 500 МПа. Наиболее распространенный вид.
Сборный
Из стали выполняется рейка, на нее крепится кулачок. Последний выполняется из металла.
Накладной
Составные вариации, состоят из цветного металла, нержавеющей стали, черных металлов. Применяется для работы с масштабными проектами.
Классы точности патрона
Точность устройства определяется в ГОСТе 1654 86. Всего присутствует четыре ступени.
Класс Н
Класс П
Класс В
Класс А
Особо высокая точность. Сфера применения — мелкие и твердые заготовки.
По материалу изготовления
Чугунные вариации дешевы и не обладают достойным качеством. Сталь дороже и показывает срок службы в 3-5 раз больший.
Чугун
Используется марка от СЧ 30. Минимальное число оборотов. Профессионалы предпочитают не использовать такие вариации ввиду малой эффективности.
Сталь
Конструкция патрона: схема и описание
Токарный патрон состоит из более чем десяти деталей. Эффективность и срок службы определяется качеством сборки и материалом изготовления комплекта деталей.
Ключ
Основной механизм, отвечающий за перемещение заготовки токарным станком. Он способствует креплению обрабатываемого предмета.
Пружина
Крепится к ключу. Отвечает за повороты последнего.
Втулка
Соединена с пружиной. Необходима для обеспечения свободного перемещения ключа по механизму.
Стопор
Соединен с втулкой и ключом. Является основной механизма, которая отвечает за безопасность. Стопор контролирует фиксацию заготовки и не дает ей отпасть.
Шестерня
Диск, при помощи которого происходит вращательное движение, приводится в действие шестерней.
Фланец
Является основанием токарного патрона. Соединяет механизмы между собой.
Диск спиральный
Соединяется с шестерней. Отвечает за получение вращения. Регулирует степень и скорость обработки.
Кулачок обратный
Кулачок прямой
Прямая вариация необходима для закрепления предмета снаружи.
Корпус
Кулачки накладные
Способствуют налаживанию работы с заготовками нестандартной формы. Используется, когда требуется поместить вариант большого диаметра или меньшей, большей длины.
Самостоятельная сборка патрона по чертежам
Самостоятельная сборка не занимает много времени. Это достаточно простой процесс. Главное — понять механизм работы устройства. В крайнем случае можно заказать такое миниатюрное оборудование у профессионального токаря. Из имеющихся деталей он соберет любую вариацию. Стоят самодельные модели существенно дешевле заказанных на производстве.
Установка оправки
Оправа надевается первой. Установка детали дает возможность закрепить патрон.
Установка самого патрона на шпиндель
Происходит закрепление механизма. Нельзя пережимать или растачивать детали. На этапе происходит закрепление предварительно подготовленными подходящими по размеру болтами.
Закрепление
Проверив качество накрутки, производится окончательная сборка механизма. Болты прикручиваются при помощи ключа.
Закрепление заготовки
На самодельный патрон устанавливается инструментарий. Проводится после проверки сборки болтами.
Освобождение патрона
После вкручивания заготовки оправа больше не нужна. Ее аккуратно снимают.
Самодельные патроны в обязательном порядке следует периодически обслуживать. Они полностью разбираются, внутри проводится чистка, а потом сушка на свежем воздухе. Смазывается обычным маслом. Если изделие собираются хранить, то делать это нужно по правилам. Загибают кулачки в центральную часть, дырка затыкается тряпкой плотно.
Такое хранение обеспечит целостность патрона, так как его нельзя будет повредить механически, пыль не будет оседать в отверстии конструкции оборудования. Перед применением старый патрон смазывается и работает до 10 минут на плавном медленном ходу.
Источник: https://VseOChpu.ru/tokarnyj-patron-kulachkovyj/
Фрезерование и разновидности фрезерного металлорежущего инструмента
С учетом повышенных силовых нагрузок, возникающих в процессе фрезерования, для производства фрез принято использовать материалы, обладающие повышенной твердостью и износостойкостью. Большая часть фрезерного инструмента изготовлена из быстрорежущих сталей, и для изготовления зубьев используются твердосплавные, керамические и алмазные вставки.
Для обработки деталей, различающихся по форме, конфигурации обрабатываемой поверхности, материалам применяются фрезы нескольких типов, различающиеся по форме и техническим параметрам:
Имеются отличия и в конструкции фрезерного инструмента. Фрезы могут изготавливаться:
Заданная конфигурация обрабатываемой поверхности (плоскости, канавки, пазы, выступы и пр.) обусловливает применение фрез с соответствующими параметрами режущих поверхностей, влияющих на скорость и качество обработки.
Широкий выбор фрезерного инструмента различной конфигурации, среди которых наиболее предпочтительным является использование торцевых, концевых, дисковых, отрезных, шпоночных, пазовых, затылованных фрез, обеспечивает фрезерование даже в труднодоступных местах корпусных деталей.
Торцевыми фрезами принято вести обработку плоских поверхностей. Процесс резания ведется режущими кромками зубьев, находящимися в торцевой части фрезы. Геометрия зубьев различается по различным параметрам, усложняясь в соответствии с качественными параметрами материала и рельефа обрабатываемых деталей. Для работы на станках с ЧПУ часто пользуются длиннокромочными фрезами, способными обеспечить необходимую точность исполнения.
Высокой степенью универсальности обладают фрезы концевые – их используют для резания как металлических, так и неметаллических (деревянных, пластиковых) изделий в мебельном и строительном производстве. Этот инструмент можно использовать для вырезания контурных канавок и пазов в деталях, изготовленных из сталей и цветных металлов средней твердости (не выше 1 тыс. Н/мм2).
Отрезными фрезами выполняют работы по отрезке, прорезанию пазов и шлицев, либо в комбинациях указанных работ. Отрезная фреза имеет плоскую цилиндрическую форму с зубьями, расположенными по периметру окружности, обеспечивающими резание высокопрочных, среднепрочных сталей и чугуна. Этот инструмент успешно используется на универсальном фрезерном оборудовании и на станках с ЧПУ.
Шпоночные фрезы предназначены для нарезания пазов под шпонки. Такие фрезы имеют конический хвостовик и применяются при работах с латунью и отожженном чугуне.
При фрезеровании уступов и пазов в деталях из металлов и сплавов применяются трехсторонние дисковые фрезы, оснащенные вставными ножами, на которые напаиваются твердосплавные пластины. Дисковыми трехсторонними фрезами обрабатываются также чугунные изделия с использованием оборудования автоматического и универсального типа.
Фрезерные станки
В зависимости от расположения оси шпинделя фрезерные станки подразделяются на:
Кроме операций фрезерования, такие станки используются для:
 |  |
| Вертикально-фрезерный станок: 1 – фреза, 2 – шпиндель, 3 – хобот, 4 – станина, 5 –стол, 6 – салазки, 7 – консоль, 8 – фундаментная плита | Горизонтально-фрезерный станок: 1 – фундаментная плита, 2 – станина, 3 – консоль, 4 – салазки, 5 – стол, 6 – хобот, 7 – оправка со фрезой |
При обработке сложных и труднодоступных поверхностей, а также при необходимости получения высокой точности и чистоты обработки применяются многоосные станки с числовым программным управлением, на которых возможно выполнение процессов последовательной обработки фрезерованием в автоматическом режиме. Фрезерные станки с ЧПУ успешно используются во многих отраслях промышленности, где необходима высокоточная обработка деталей из металлов и сплавов.
Программирование обработки деталей на фрезерных станках с ЧПУ значительно облегчает работу станочников, одновременно обеспечивая возможность пооперационной обработки без переустановки деталей, что повышает точность и чистоту обработанных поверхностей.
Использование фрез с зубьями повышенной твердости различной конфигурации позволяет выполнять обработку деталей из практически любых металлов и сплавов на высоких скоростях скорости ведения, включая подготовку параметров резания в соответствии с заданной чистотой и точностью, ведение обработки, контроль в процессе работы, проверку окончательных результатов.
Фрезерная обработка на станках с ЧПУ начинается с создания компьютерной модели предстоящих технологических операций, после чего разрабатывается математическая модель.
Программа осуществляет управление устройствами станка в автоматическом режиме, в том числе движением режущего инструмента в соответствии с заданной технологией обработки деталей.
Использование программного управления фрезерными станками решает задачи изготовления деталей сложной конфигурации, в том числе фрезерование таких изделий, как:
На фрезерных станках ЧПУ соблюдается высокая точность обработки, после чего не требуется выполнение доводочных операций. Это дает возможность сократить время изготовления деталей и, соответственно, значительно уменьшить производственные затраты.
Делительная головка для фрезерного агрегата и другие приспособления
Разнообразные приспособления для фрезерных станков имеют большое значение для нормального функционирования этого широко распространенного металлообрабатывающего оборудования.
Под делительной головкой (ДГ) понимают приспособление горизонтального типа. Оно используется для поворота (за определенный промежуток времени) обрабатываемого на фрезерном станке изделия на неравные либо равные углы. По этой причине описываемые головки нередко называют поворотными.
Кроме того, делительные головки имеют доступную цену. Благодаря этому использовать их могут домашние мастера, владеющие небольшими фрезерными станками. ДГ подразделяют на универсальные, упрощенные и оптические. Последние применяются для выполнения работ повышенной точности на станках с ЧПУ.
Наибольшее распространение получили универсальные головки. Они позволяют производить на фрезерных агрегатах простое, непосредственное, дифференциальное, комбинированное и непрерывное деление.
Опытный оператор быстро подбирает нужную ему ДГ для осуществления определенной операции. Для выбора конкретного вида деления и его частей существует специальная таблица.
Чаще всего используются делительные универсальные головки таких марок УДГ 125, УДГ 100 (эти две модели хороши для использования на небольших фрезерных агрегатах, устанавливаемых в частных мастерских), УДГ 320 и УДГ 400.
Последнее из указанных приспособлений является достаточно массивным. Такая поворотная головка устанавливается на станки, которые фрезеруют большие по массе и геометрическим размерам изделия.
Для того чтобы работать на фрезерном агрегате, в обязательном порядке необходим цанговый патрон и набор цанг для него. Без этих приспособлений вы просто-напросто не сможете зафиксировать режущий инструмент. А значит, станок будет лишь грудой металла, а не эффективным металлообрабатывающим оборудованием.
Цанговый патрон также дает возможность повторно зажимать (по ранее обработанной поверхности) фрезеруемое изделие и надежно фиксировать холоднотянутый пруток. Такая оснастка для фрезерных станков бывает неподвижной, выдвижной и втягиваемой. Кроме того, цанги принято делить на зажимные и подающие. Между ними есть разница.
Цанговый патрон зажимного типа изготавливается в виде втулки, оснащенной особыми пружинящими лепестками. В случаях, когда цанга располагает шестью лепестками, с ее помощью можно фрезеровать детали сечением более 8 см, четырьмя – сечением 3–8 см. А изделия с меньшим диаметров обрабатывают посредством трехлепестковых приспособлений. Выбирая набор цанг, это следует учитывать.
В большинстве случаев зажимные цанги делают цельными. Существуют и специальные разъемные приспособления. Они имеют сменные втулки и вкладыши.
Геометрические параметры этих элементов определяются размерами и формами металлических прутков, обрабатываемых на фрезерных агрегатах.
Так как подобные изделия бывают разными по параметрам, приходится приобретать набор цанг, позволяющий фрезеровать их на стандартных станках и на установках с ЧПУ.
Подающие цанги – это втулки, прошедшие процедуру закалки, располагающие тремя разрезами. Последние формируют лепестки (пружинящие) с поджатыми по отношению друг к другу торцами. Профиль фрезеруемого прутка должен соответствовать размерам подающей цанги, которая накручивается на трубу (ее называют подающей) станка.
Трубное приспособление продвигает пруток, получая движение от гидропривода либо от кулачкового устройства. Заготовка при этом проникает между лепестками цанги. Они разжимаются, а затем прижимаются за счет упругой силы к детали. Так работает подающий цанговый патрон.
Цанговый патрон важен и в качестве крепежа для установки фрезы. Правда, используется он исключительно для монтажа инструментов с малым сечением хвостовиков. Рассматриваемый нами патрон вставляется непосредственно в цангу (в сменную) и крепится там гайкой.
Из описания видно, что для нормальной работы оборудования требуется использовать набор цанг. Ведь для разных заготовок приходится применять различные виды элементов.
Сейчас можно приобрести и патрон, и набор цанг разных производителей. В продаже есть как отечественная продукция, так и зарубежная. При этом любой набор цанг изготавливается по определенному ГОСТу или DIN.
Выбрать оптимальный вариант несложно. Таким образом, каждое предприятие либо владелец собственного фрезерного агрегата покупают тот набор цанг, который им необходим.
Частному мастеру, как правило, хватает одного комплекта описываемых элементов для работ по металлу.
Как расширить технологический потенциал металлорежущего станка? Очень просто, если использовать переходные втулки и специальные оправки. Они считаются неотъемлемыми элементами комплектации любого агрегата для фрезерования. Будь то станок с ЧПУ или же универсальная установка для работ по металлу.
Для крепления на фрезерные станки фрезерного инструмента с продольной шпонкой и торцевых насадных фрез применяются комбинированные оправки (ГОСТ 13787 и 13788). Они нужны для быстрой замены рабочих приспособлений с сохранением ранее заданной точности их центровки.
Все оправки делают из инструментальных сталей высокого качества. Поэтому служат они по-настоящему долго. Конструктивно интересующие нас приспособления состоят из конического хвостовика и специальной части, предназначенной для фиксации фрезы. Конусы, которыми располагают оправки, стандартизированы.
На отечественных предприятиях чаще всего используются приспособления по ГОСТ 24644. Такие оправки имеют хвостовик, выполненный в типоразмерах конуса Морзе. Маркируются они так – 7:24. Эти комбинированные оправки дают возможность производить фрезерование изделий с применением за одну установку сразу нескольких инструментов. Причем смена фрезы выполняется с минимальными временными потерями.
Комбинированные оправки обладают рядом эксплуатационных достоинств. Они:
Обратите внимание! На горизонтально-фрезерных агрегатах обычно используются особые длинные оправки. Они позволяют через специальные регулируемые либо жесткие кольца составлять набор из нескольких фрез и производить одновременное фрезерование сразу нескольких поверхностей. При таких работах нередко дополнительно применяют распорные втулки. Их монтируют в хобот станка.
В ситуациях, когда конус шпинделя фрезерного агрегата не совпадает с конусом оправки, применяют переходные втулки по ГОСТ 13598 и ГОСТ 13789. Ими можно крепить режущий инструмент с хвостовиками, имеющими разную конусную величину. Переходные втулки изготавливаются по указанным ГОСТ в длинном и коротком исполнении. К шпинделю станка они прикрепляются через резьбовое отверстие.
Переходные втулки существенно повышают производительность фрезерования, характеризуются высоким эксплуатационным ресурсом, уменьшают объем брака при выполнении металлообрабатывающих операций. Кроме того, эти станочные приспособления исключают опасность получения травмы оператором станка и снижают до минимума риск поломки и выхода из строя фрезерного агрегата.
Нельзя также не отметить и то, что переходные втулки значительно снижают затраты на подготовку цикла производства тех или иных деталей. Для домашнего умельца это не столь важно. А вот на крупных предприятиях вопросам себестоимости выполнения работ уделяется особое внимание. Поэтому переходные элементы на них используются в обязательном порядке.
Станочные тиски располагают сменными губками и постоянными элементами – салазками, корпусом, зажимающим механизмом. Губки могут быть плавающими и подвижными. Корпус изготавливают из стали по ГОСТ 1412 или из ковкого чугуна. Как правило, станину дополнительно закаляют и шлифуют с целью придания ей повышенной прочности и надежности при эксплуатации.
Разные тиски используют свои собственные зажимы, которые бывают:
На станках с ЧПУ в большинстве случаев используют прецизионные тиски. Они обеспечивают высокую точность фиксации обрабатываемых изделий. Такие тиски для агрегатов с ЧПУ бывают двухосевыми, поворотными и синусными. На них устанавливаются очень прочные губки из стали.
Синусные тиски нужны для крепления фрезеруемой заготовки по отношению к плоскости рабочей поверхности под определенным углом.
За счет этого такие тиски для универсальных агрегатов и фрезерных станков с ЧПУ обеспечивают возможность не выполнять переустановку изделия при фрезеровании его в продольном направлении и поперек.
Прижимы для фрезерных агрегатов обязаны иметь регулировку по высоте, обеспечивать жесткое и оперативное крепление заготовок, не мешать головке станка либо рабочему инструменту, подводимому к изделию.
Эти приспособления применяются для станков с ЧПУ. Прижимы в данном случае гарантируют открытость области обработки детали, прочность ее фиксации и точность базирования.
Еще один важный момент. Прижимы обязаны характеризоваться относительно высоким показателем твердости. Если это условие не выполняется, винтовой зажим может прогнуть прижимное приспособление, что приведет к снижению нагрузки на обрабатываемое изделие. Итогом вполне может стать срыв заготовки с рабочего стола, повреждение агрегата либо инструмента.
Прижимное приспособление фрезерного агрегата
В большинстве случаев на станках с ЧПУ используют универсальные прижимы. Но для фрезерования каких-либо особых деталей нередко применяются и специализированные изделия. Такие прижимы бывают следующих видов:
Также встречаются фигурные и угловые прижимы. На некоторых фрезерных установках может монтироваться долбежная универсальная головка. Ее применение обеспечивает расширение функциональных возможностей станка.
С ее помощью выполняют обработку различных пазов, соединений шлицевого типа, зубьев колес (шестеренчатых).
На отечественных металлообрабатывающих предприятиях в Челябинске, Екатеринбурге и других известных промышленных городах для работы на фрезерных установках чаще всего применяется долбежная головка ГД-1.
Комментариев нет:
Отправить комментарий