Сверлильные патроны: самозажимные, с конусом Морзе, быстрозажимные

 Сверлильные патроны используются для выполнения сверления не только ручным инструментом – дрелью, перфоратором или шуруповёртом. Патроны для сверлильного станка имеют российские и европейские стандарты.

Приспособления должны соответствовать по жёсткости крепления, радиальному биению типоразмеру, необходимому для проведения сверления в зависимости от толщины сверла и плотности материала. Чем жёстче обрабатываемый материал, тем больше нагрузка на сверло. Неправильно подобранный патрон может повлечь поломку сверла.

Делятся патроны на две больших группы по методу крепления на станке:

• при помощи конуса, соответствующего крепёжному отверстию в станке для конусных креплений;
• резьбовое соединение со станком.

Такие особенности подразумевают и различия их внутреннего строения. Внешний конус Морзе, значит и внутри будет конусное строение. По размеру внутреннего конуса Морзе самозажимной патрон должен соответствовать стандартам в нормативных документах. Маркировка имеет указания на ГОСТ, в соответствии с которым изготовлен патрон. Основные параметры заложены в документ 79 года, последующие могут иметь небольшие отклонения по допускам радиального биения и нижней границе зажима сверла.

Выбор их определяется от необходимости выполнения различных видов отверстий, удобства в работе с быстрой сменой инструмента или самого держателя. Типы размеров по возможности зажима от наименьшего до большего диаметра сверла, конус Морзе, наличие в конструкции фиксирующего и стопорного колец или ключа для каждого типоразмера регламентируется ГОСТ 8522-79.

Конструкция может быть:

• с ключом;
• зажимной гайкой;
• фиксирующим кольцом для гайки или без него.

Нормативные документы никак не ограничивают доработку и усовершенствование внешних форм, главное, чтобы основные параметры соответствовали, это позволяет при подборе сверла или сменной втулки достичь максимально точного крепления сверлильного инструмента. Только так удаётся не нарушать допустимого радиального биения. Несоответствие конуса сверла и патрона приведёт к увеличению погрешности, что плохо скажется на конечном результате работы.

Сверлильные патроны могут быть:

• самозажимными (быстрозажимными);
• прецизионными;
• трехкулачковыми;
• быстросменными.

Классификация

1. Быстросменный сверлильный патрон используется со сменной втулкой для свёрл с коническим хвостовиком;
2. Предохранительный патрон для нарезания резьбы в глухих и сквозных отверстиях имеет более сложное строение. Состоит он из кулачков муфты, ведомых полумуфт, основной кулачковой муфты, пружины и регулировочной гайки. Используется он как держатель для меитчиков.
3. Цанговый сверлильный патрон состоит из хвостовика, соединённого с цилиндрической частью. Между зажимом и хвостовиком внутри патрона находится разрезная втулка.
4. Двухкулачковый сверлильный патрон зажимает сверло благодаря внутренним зацепам в верхней части патрона, фиксируемым пружиной. Чем и объясняется его особенность применения для тонких свёрл и использования при небольших нагрузках на сверло.

Только сверлильные патроны с ключом, имеющие конус Морзе имеют соответствующие требования по ГОСТ 8522-79, встретив указание на гост соответствие по размеру используемых при данном размере конуса Морзе можно определить по таблице. Быстрозажимной не имеет конуса, но в отличие от своего собрата с ключом имеет внутреннюю резьбу, диапазон которой обязательно указывается в маркировке.

Трёхкулачковый

Маркировка чаще всего выглядит так (на изделиях российских производителей):

• ПСК 3-16 говорит о диапазоне диаметров сверл в мм;
• КМ В12;  В16;  В18 – что указывает на конус Морзе соединительного отверстия;
• ГОСТ 8522-79 – такое обозначение в маркировке однозначно указывает на соответствие по всем параметрам в таблице, составленной в 79 году.

Скачать ГОСТ 8522-79 «Патроны сверлильные трехкулачковые»

Маркировка на быстрозажимной имеет только указание на размер внутренней резьбы и диапазон диаметров зажимаемых свёрл.

Трёхкулачковый патрон для сверлильного станка, с фиксацией сверла ключом, соответствует не только ГОСТ 8522-79, но его конус Морзе отвечает стандартам СЭВ 148-75. Что делает сверлильные патроны, выпущенные в России в соответствии с ГОСТ 8522-79, пригодными для сверлильного станка зарубежных производителей, работающих по международным стандартам.

Размеры по ГОСТ 8522-79 – это строгое указание по соответствию типоразмера по диапазону зажима и допустимому радиальному биению. В то же время соответствие основным параметрам не является указанием на определённую конструкцию. Выглядеть сверлильные патроны могут по-разному:

• по форме и длине рабочей части;
• наличию или отсутствию пластикового, предохраняющего корпуса;
• методу крепления основных частей патрона между собой,
• цвету сплава.

Конус Морзе изменяется в большую сторону с возрастанием номера типоразмера. Вместе с размером изменяются допуски радиального биения.

Например, конус Морзе  В16 имеют сверлильные патроны 10 и 13 типоразмеров. Эти цифры соответствуют верхнему параметру зажима сверла, нижний устанавливается ГОСТ 8522-79. С конусом Морзе  В18 изготавливается патрон № 16 по этой же таблице. Его минимальный зажим 3 мм, максимальный – 16 мм.

Быстрозажимной патрон необходимо подбирать в соответствии с размерами крепёжного отверстия и резьбы станка. Ключевые патроны, благодаря конусу Морзе, имеют преимущество. Конусные переходники позволяют устанавливать на станок патроны с меньшим или большим конусом Морзе, расширяя возможности станка.

Наиболее выносливый быстрозажимной патрон, но он же и самый дорогой – это прецизионный быстросменный патрон. Он идеален для станка, работающего на больших оборотах. Конусные хвостовики делают прецизионный быстрозажимной патрон универсальным.

Схема работы с быстросменным держателем

Смена режущего инструмента может производиться без остановки вращения шпинделя. Патрон имеет конус отверстия, соответствующий конусности хвостовика. Инструмент вставляется вместе со сменной втулкой, на ней есть 2 паза, а внутри корпуса быстросменный сверлильный патрон имеет 2 шарика и углубления для них. Совмещение пазов на сменной втулке с шариками обеспечивает надёжность зажима инструмента в держателе.

Крепления фиксируются наружным зажимным кольцом. При смене сверла кольцо поднимается до упора вверх, открывая пазы, куда при вытаскивании втулки вдавливаются фиксирующие шарообразные крепления. Вставка втулки также происходит при поднятом внешнем кольце. При опускании его шарики совмещаются с пазами втулки и вдавливаются внутрь.

Чтобы во время работы не произошло самопроизвольного высвобождения инструмента, быстросменный сверлильный патрон оснащён стопорным кольцом. От шпинделя сверлу передаётся вращение посредством конуса хвостовика на втулку, надёжно удерживаемую шариками в корпусе. Такое устройство сверления с вертикальной подачей. Для горизонтального сверлильного станка кольцо фиксации шариков оснащено пружинами, закрывающими отверстия в корпусе, предотвращающими западание их внутрь отверстий, что привело бы к периодическому высвобождению втулки с разных сторон.

Чтобы работа происходила быстрее, перед её началом происходит подготовка свёрл. Они закрепляются в сменных втулках, соответствующих внутреннему размеру патрона и раскладываются по порядку использования. При сверлении отверстий большого диаметра применяется двухкулачковый быстросменный сверлильный патрон. Принцип работы с ним тот же, но трёхкулачковый быстрозажимной, имеет (по ГОСТ) меньшие возможности по максимальному размеру зажима.

Патрон сверлильный самозажимной, так же как и быстрозажимной, соответствует ГОСТ по соответствию конуса Морзе с диапазоном зажима. Тем более, что быстрозажимными могут называться обе категории патронов, но к самозажимным относятся только те, которые фиксируют сверло при помощи гайки на корпусе, без задействования ключа. В16 и В18 являются наиболее часто используемыми конусами для всех видов безрезьбовых патронов. Разную степень биения имеет патрон сверлильный самозажимной. С повышением конуса Морзе, увеличивается его допустимое значение, не зависимо от точности самого станка.

Разборка и сборка патронов

Бывают случаи, когда для нормального продолжения службы патрона ему необходима детальная чистка. Разобрать можно практически любой, а собрать обратно — нет. Быстрозажимной часто имеет кожух, под которым скрыты его составляющие. В этом случае разобрать или применить поверхностную чистку деталей придётся определить, сняв пластиковый кожух.

Чаще всего разобрать можно при помощи грубой физической силы, зажав его в тисках и постукивая молоточком по тыльной стороне. Тот способ применим для сборных конструкций, детали которых сделаны из толстого металла, но не из единого куска метала.

Разобрать кулачковый быстрозажимной, где венец с обоймой составляют монолит, при помощи одной только силы не удастся. Ввиду его конструкции может понадобиться нагревающий инструмент. Например, строительный фен способный дать металлу нагрев до 250 ⁰ C. прежде чем вставить патрон вращающимся кольцом в тиски, необходимо спрятать его кулачки внутрь. Нагрев вращающегося кольца необходимо производить снаружи, охлаждая его изнутри при помощи хлопчатого материала вставленного внутрь, который в процессе нагревания детали периодически поливается холодной водой.

После достаточной температуры нагрева можно выбить основу из кольца, которое так и останется в тисках. При сборке также потребуется нагревание детали.