Зажимные патроны для токарных станков по дереву

Характеристика и виды патронов для токарного станка по дереву

Токарный станок – сложный механизм. И одной из его рабочих частей является токарный патрон.

Эти детали имеют несколько разновидностей под каждую конкретную задачу. Сегодня мы рассмотрим патроны для работы по дереву.

Основные характеристики

Патроны различаются по своему строению, функционалу и рабочему предназначению. Всего выделено несколько признаков, по которым происходит классификация патрона:

  • Метод крепежа к станку – на шпиндель станка, на фланец шпинделя станка, или через переходный фланец.
  • Установка кулачков – прямая установка на фланец шпинделя, или же установка с независимым перемещением.
  • Вариант крепежа обрабатываемого предмета – метод ручной фиксации или механика (пневматический или гидравлический привод).

Агрегатные элементы изготавливаются из обработанной закалённой стали, иногда из чугуна. Каждый из них различается по конструктивным особенностям и сфере применения.

По ГОСТ 1654-86 всего выделено 4 (четыре) класса рабочей точности — А — (особо высокая), В — (высокая), П -(повышенная) и Н — (нормальная).

Также данный элемент станка различается по количеству кулачков (от 2 до 6), метод крепежа (внешняя или внутренняя поверхность), структура и сборка (накладные, разборные или целостные), станочный привод (механический или ручной).

Принцип работы и особенности

Патрон ставится в универсальный или узкоспециализированный станок. Нужен он для монтажа элементов на оси шпинделя. Они дают надёжный захват заготовочного предмета, и заодно улучшают зажим при высоких оборотах.

Читайте также:  Что такое брусовальный станок

Эксплуатируются в чистом сухом месте, все химические жидкости, провоцирующие коррозию, удаляются для сохранности патрона. Затем перед работой все стяжные болты закручиваются до упора гаечным ключом. Следующее действие — это крепёж патронного элемента в токарный агрегат, болты затягиваются гайками и включают станок.

Для того чтобы закрепить заготовку на станке, чаще всего применяют патрон с двумя или тремя кулачками. При этом есть детали с независимым движением кулачков.

Эти самые зубцы двигаются вместе в радиальную сторону, за счёт чего происходит удержание заготовки в зоне обработки.

Кулачки перемещаются посредством диска, который на одной своей части имеет пазы «архимедова спираль», а с другой стороны, находится коническое зубчатое колесо, взаимодействующее с остальными колёсами.

Через ключ начинает двигаться первое колесо, а заодно начинает работу диск, который одновременно двигает кулачки. Если они движутся ближе к середине патрона, то заготовка сжимается, если же наоборот, отдаляются, то заготовка освобождается.

Кулачковые токарные патроны

Часть разновидностей патронов по количеству кулачков мы рассмотрели выше, однако видов самих патронов гораздо больше.

Разновидности кулачков

Всего насчитывается 5 самых востребованных конструкций, все они кулачковые, но для разных задач и типом работы:

  • Рычажный тип. Наиболее часто встречающийся вид. Применяется для грубой черновой работы. Кулачки и зажимы двигаются за счёт двухплечевого рычага. Совместим с гидроприводом. Настройка патрона сложная.
  • Самоцентрирующийся тип. Также часто можно встретить этот вид патрона, на его примере мы выше описали работу станка – заготовка центруется кулачками, кулачки двигаются за счёт движения диска, на котором сделаны пазы по типу «архимедова спираль». Усилие зажима обеспечивается механикой. Точная и надёжная конструкция.
  • Клиновый тип. Данный вид является глубокой модернизацией рычажного вида патрона. После внедрения отдельных пневматических и механических приводов, значительно выросла точность обработки. Способен обработать предмет практически любой сложности. Имеет режим смещения оси заготовки от центральной оси станка. Однако он сложен в настройке и требователен к качеству производства.
  • Цанговый тип. Патрон, позволяющий оперативно и крепко зафиксировать заготовку. Современные агрегаты лёгкие в настройке. Особенность строения в том, что роль кулачков здесь выполняют зажимные лепестки. Лепестков размещено от двух до шести штук, исходя из диаметра патрона. Заготовка жёстко фиксируется, а радиального биения практически нет. Цанга очень долговечна, сама по себе это втулка с осевыми прорезями.
  • Мембранный тип. Данный тип может похвастаться высокоточной обработкой и крепежа заготовки. Состоит из механизма, на фланце которого находится мембрана из пружинистого материала. Зажимы состоят из своеобразных сменных губок. Их 3–8 штук. Работает с пневмоприводом. Требует от человека повышенной осторожности в работе. Деталь сломается, если переборщить с давлением. Однако сама мембрана прочно удерживает губками заготовку.

Упорные центры

Агрегаты бывают двух видов – упорным и поводковым. Упорный вид ставится в переднем узле токарного агрегата и образовывают усилие. Для контакта с рабочим материалом есть зазубрины.

Второй вид базируется в заднем узле, он держит заготовку. Бывает неподвижный и вращающийся тип. Присутствует в упорном центре и конус инструментальный.

Планшайбы

Планшайба для токарного станка — это деталь из металла, с пазами для саморезов. Устанавливается с помощью резьбы и болтов. Имеют разный диаметр, зубцы или дополнительные элементы.

Применяются в заточке кастрюль, чашек, и подобной продукции. Работа планируется так, что часть дерева, в которую врезаются шурпы, после обработки удаляется.

Дополнительные приспособления

При особо тонкой работе пригодятся железные крепёжные колечки. При должном опыте они изготавливаются вручную. Ещё есть винтовые вставки, они вкручиваются в отверстия заготовки.
Помимо этого, есть приспособления для специфической обработки:

  • С независимой регулировкой – для эксцентриковой обработки.
  • Цилиндрические – по окружности трубки находятся резьбовые держатели.
  • Тисочные – эксплуатация с прямоугольными заготовками.
  • Вакуумные – обрабатывает давлением воздуха из насоса. Применяется в чистовой обработке.
  • Сверлильные – фиксирует сверло.

Изготовление токарного патрона своими руками

Увы, дома сделать эту деталь невозможно. Здесь требуется специализированное оборудование.

Вакуумный патрон по дереву своими руками

Вам потребуются: резиновый шланг, подшипник по диаметру шланга пылесоса, пылесос, обычная планшайба, хомут, крепкая широкая доска, текстолит.

Из текстолита точится втулка – одна сторона равна диаметру подшипника, другая же шпинделю. Втулка прессуется в подшипник на клей. Затем подсоединяется к пылесосу шлангом, и скрепляется хомутом.

Из доски вырезают диск, приделывают на планшайбу и обтачивают. На верхней части для плотного контакта клеят тонкую резину. В середине делается отверстие для воздуха. Такой патрон имеет прижимную силу 30-60 кг.

Заключение

Техническая часть токарного ремесла может показаться сложной, особенно непосвящённому человеку. Прочтя нашу статью, вы разобрались, что такое патрон, для чего он нужен, чем отличается и как с ним начать работу.

Возможно, даже попробуете сделать своими руками. Удачи вам в вашем ремесле!

Источник

Характеристики патрона для токарного станка

Точность и качество обработки на токарном станке во многом зависит от установленного патрона. Патрон для токарного станка по дереву обеспечивает закрепление заготовки штучного или пруткового типа и передает основное движение резания.

Обработка с высокими скоростями резания требует от патрона высокой точности центрирования и надежности крепления заготовки.

Разновидность

Патроны отличаются по конструкции в зависимости от функционального и технологического назначения.

Классифицируют токарные патроны по нескольким признакам:

  • Способ крепления к станку: на фланец шпинделя, с использованием переходного фланца, прямо на шпиндель станка.
  • Установка кулачков: с независимым перемещением, с установкой непосредственно на фланце шпинделя.
  • Принцип закрепления заготовки: ручной, механизированный (с гидравлическим или пневмоприводом).

Использование механизированного привода снижает затраты вспомогательного времени на установку и закрепление заготовки. Привод обеспечивает точное положение заготовки и центрирование при установке, такой механизм способствует повышению точности обработки.

Токарные патроны имеют разное количество кулачков. Они могут быть 2, 3 и 4 кулачковыми. Кулачки находятся в непосредственном контакте с заготовкой при работе, удерживают ее в одном положении. Бывают прямые и обратные.

Дерево (заготовка) фиксируется за наружную поверхность или отверстие для деталей в виде тел вращения, за наружные грани крепятся призматические детали.

Патрон является сложным технологическим изделием, сборной конструкции. При изготовлении сборочных единиц используются различные материалы. Корпус выполняется из серого чугуна марки СЧ 30. Материалом для деталей служит инструментальная сталь с высоким пределом прочности и термической обработкой. Шероховатость на рабочих поверхностях не выше 1,6.

Классификация

В зависимости от конструктивного исполнения токарные патроны бывают:

  • рычажные;
  • самоцентрирующиеся;
  • клиновые;
  • цанговые;
  • мембранные.

Рычажный вид

Едва ли не самая популярная конструкция. Действие механизма основывается на перемещении кулачков и зажимов за счет подвижности двухплечего рычага. Наличие гидропривода позволяет оптимизировать конструкцию.

К основной характеристике устройства относится количество зажимов для закрепления кулачка и способность к смещению по рабочему диску. Настроить такой патрон достаточно сложно, особенно при нестандартной обработке.

Переналадка происходит по двум схемам:

  • Независимая регулировка кулачков – операция трудоемкая и выполняется не для каждой конструктивного типа патрона.
  • Синхронное перемещение кулачков ключом.

Для проведения наладки специальный ключ устанавливается в паз для настройки гидропривода.

При работе с устройством подобного типа отмечается небольшой люфт детали при вращении. По этой причине рычажные конструкции чаще используются при черновой обработке.

Самоцентрирующийся вид

Заготовка центруется в патроне за счет одновременного перемещения кулачков, что характерно трехкулачковому самоцентрирующемуся патрону. Синхронное перемещение всех кулачков обеспечивается за счет вращения диска, на торце которого сделаны пазы по спирали Архимеда.

С противоположной стороны диска нарезано коническое зубчатое колесо. Оно входит в зацепление с тремя малыми кончиками. При повороте ключа приводится во вращение малое зубчатое коническое колесо, находящееся в зацеплении с диском.

Диск начинает вращение и перемещает кулачки, вставленные в пазы спирали. Изменением направления вращения производится сведение или разведение кулачков от центра. Сведение или разведение кулачков сопровождается зажимом или отжимом заготовки.

В патронах с механизированным приводом усилие зажима обеспечивает гидроцилиндр или пневмоцилиндр, установленный с задней стороны шпинделя. Шток цилиндра соединяется посредством тяги с механизмом перемещения кулачков в патроне. Тяга проходит через центральное отверстие в шпинделе. Перемещение поршня в одну или другую сторону означает, что заготовка зажимается либо освобождается.

Клиновой вид

Клиновая конструкция появилась после усовершенствования рычажного патрона.

Точность перемещения каждого кулачка удалось обеспечить после установки отдельных механических или пневматических приводов, что позволило использовать устройство на точных операциях.

Клиновой патрон наделен неоспоримым преимуществом перед прочими исполнениями. У него есть функция смещения оси заготовки от центральной оси станка. Присутствие эксцентриситета расширяет возможности станка по обработке деталей сложной конфигурации.

Характерные особенности при работе с клиновыми патронами:

  • Трудности при настройке на операцию.
  • Высокая точность установки при низком проценте погрешности.
  • Равномерно распределенная нагрузка от усилия зажима каждым кулачком повышает надежность закрепления заготовки.

Токарный станок с устройством ЧПУ нуждается в быстрой переналадке. В таких станках устанавливают зажимные модули с возможностью подключения к системе управления.

Материал, из которого изготавливают клиновые патроны, должен соответствовать высоким стандартам качества. Нельзя допускать изменения рабочих характеристик патрона в процессе обработки с высокой скоростью.

Цанговый вид

Закрепить быстро и надежно цилиндрическую деталь на токарном станке поможет цанговый патрон. Во время первой установки могут возникнуть трудности, специалисту следует изучить инструкцию, а также технический паспорт изделия.

Цанга, являющаяся основным элементом конструкции, представляет собой втулку с продольными осевыми прорезями. За счет прорезей формируются упругие зажимные лепестки. Они служат кулачками при зажиме заготовки. Их количество варьируется от 3 до 6 в соответствии с диаметром втулки. Цанга помещается в корпус с зажимной гайкой.

Установленную во втулку заготовку равномерно обжимают лепестки за счет давления гайки на конус, который создает сжимающее усилие. Заготовка получает жесткую фиксацию, а радиальное биение почти отсутствует.

Патрон цангового типа рассчитан на длительный период эксплуатации, а количество закреплений-снятий не регламентируется. Мастеру необходимо выработать принцип работы на станке, с помощью которого коэффициент полезного действия будет оптимальным. Современные агрегаты легко поддаются настройке, многие мастерские предлагают услуги по установке такого оборудования.

Мембранный вид

Токарные патроны мембранного типа характеризуются высокой точностью центрирования и закрепления заготовки.

Мембрана из упругого материала располагается на фланце механизма. На нее устанавливаются зажимные кулачки со сменными губками. Количество кулачков варьируется быть от 3 до 8.

При закреплении заготовки включается пневмопривод.

Под давлением мембрана прогибается, губки расходятся на 0,1–0,2 мм. Заготовка заводится в патрон до упора и привод отключается. Под действием упругих сил мембрана стремится вернуться в первоначальное положение. Губки обжимают заготовку.

Подобный процесс занимает небольшое количество времени, но от мастера требуется щепетильность, внимательность и осторожность. Не стоит легкомысленно относиться к производственному процессу. Детали агрегата легко выходят из строя под давлением.

Мембрана, выполненная из пружинной стали, прочно удерживает заготовку при обработке. С увеличением количества кулачков повышается точность центрирования.

Применяют мембранные патроны на чистовых операциях с малыми силами резания. Специфика работы известна далеко не каждому мастеру, необходимо изучить нормативную базу, а также рекомендации профессионалов.

Как выбрать деталь

Оптимальную модель патрона для станка выбирают, руководствуясь комплексной методикой. В первую очередь учитывают технические данные станка и выполняемые операции. Исходя из этого, анализируют следующие параметры.

Рабочий диаметр – специалисты обращают внимание на наружный диаметр устройства и размер доступный для установки на подобном оборудовании. Важен посадочный размер проточки и расположение крепежа.

Конструктивное исполнение – имеет значение способ закрепления заготовки, расположение и число кулачков.

Параметры обрабатываемых деталей – необходимо знать максимальный и минимальный диаметр по валу и отверстию будущей заготовки, вес, длину, конфигурацию. Эти факторы влияют на метод крепления – прямыми или обратными кулачками.

Размер отверстия полого шпинделя под установку заготовки из прутка. А также диапазон частот вращения.

Условия эксплуатации токарного патрона требуют размещения в закрытом помещении, где исключено негативное воздействие природных факторов и агрессивных сред, способных вызвать коррозию.

Токарный патрон является неотъемлемой частью токарного станка и без него механическая обработка невозможна.

Видео по теме: Самодельный токарный патрон

Источник

Оцените статью