Трехкулачковый патрон является одной из разновидностей кулачков для токарных станков. Они предназначаются для зажима заготовок различной формы, будь то цилиндрические, прямоугольные или другие варианты. Используются на мелкосерийных, единичных и серийных производствах. Трехкулачковый самоцентрирующийся патрон не требует времени на переналадку при смене заготовки на другой диаметр.
Технические характеристики
Корпус патронного устройства выполняется из высококачественного чугуна специального изготовления. Технические характеристики стандартного трехкулачкового патронного изделия самоцентрирующегося типа:
- Наружный диаметр 250 мм;
- диаметр присоединительного пояска 200 мм;
- диаметр отверстия в корпус 76 мм;
- крепежные отверстия имеют диаметр расположения 224 мм;
- наибольший наружный диаметр изделия, зажимаемого в прямых и обратных кулачках составляет соответственно 120 и 266 мм;
- Наибольшая допустимая частота вращения составляет 2000 оборотов в минуту;
- Масса устройства составляет 29 кг;
- Крепится патронный элемент при помощи 6 болтов вида М12.
Применяя прямые и обратные кулачки, с помощью него можно фиксировать установки различных размеров и диаметров. Прямой кулачок применяют, чтобы закрепить обрабатываемую заготовку за наружную поверхность для вала или внутреннюю поверхность отверстия в заготовке.
Точностные особенности
- При токарном виде изделия на холостом ходу радиальное биение составит 0,045 мм, а торцевое биение составит порядка 0,025 мм;
- Первая схема закрепления подходит для заготовок диаметром от 5 до 118 мм, здесь присутствует только радиальное биение в 0,040 мм на длине 80 мм;
- Второй вариант закрепления для заготовок диаметром от 77 до 188 мм и от 160 до 250 мм имеет биение торцевое и радиальное величиной 0,025 и 0,045 мм соответственно;
- Есть вариант закрепления заготовки за внутреннюю поверхность с прямыми кулачками. Диаметр заготовок находится в диапазоне от 62 до 174 мм и от 145 до 256 мм.
Так рассматривают и находят точностные характеристики трехкулачковых патронов. При этом для каждой заготовки и каждого диаметра могут быть свои параметры биения, подходящие способы крепления в кулачках.
Устройство и принцип работы
Кулачки устройства плавно и одновременно перемещаются при помощи диска. На одной стороне этого диска выполняются пазы в форме архимедовой спирали, в которых располагаются нижние выступы кулачков. Другая сторона имеет коническое зубчатое колесо, которое сопряжено с тремя другими зубчатыми колесами.
Когда совершается поворот ключом одного из трех колес, диск также поворачивается за счет зубчатого сцепления. Благодаря спирали он перемещает одновременно и последовательно все три кулачка по пазам корпуса патронного механизма. В зависимости от того, в каком направлении происходит вращение диска, кулачки приближаются или удаляются от центра устройства, освобождая или зажимая деталь. Его также используют для повышения износостойкости при помощи закалки
Трехкулачковые патроны самоцентрирующегося вида обладают простой конструкцией и очень хорошим функционалом.
Трехкулачковые патроны
Они являются самыми распространёнными и устанавливаются на все токарное оборудование: в домашних мастерских, гаражах, ремонтных цехах, мелко- и крупносерийных производствах.
Есть три типа самоцентрирующихся патронов:
- спиральные:
- реечные;
- эксцентриковые с червячной передачей.
Трухкулачковые патроны оснащаются тяговым (зажимные элементы связаны с гидро- или пневмоприводом) или встроенным приводом. На зажим заготовки во время работы тратится до тридцати процентов вспомогательного времени, поэтому приспособления механизируют и сокращают время на установку изделия. Самое широкое распространение в крупносерийном и массовом производствах получили механизированные кулачковые патроны с пневмоприводом. Гидропривод используют редко и применяют в ситуациях, когда необходимо сохранить малые габариты конструкции. Основное преимущество механизированных агрегатов – быстродействие и постоянное зажимное усилие на кулачках.
Подробное видео по зажимным токарным агрегатам.
Спиральные патроны
Трёхкулачковые спиральные патроны благодаря простой конструкции и надежности до сих пор мспользуются для оснащения нового оборудования. Обеспечивают большой диапазон хода кулачков и обладают высоким КПД, имеется возможность осуществлять зажим эксцентриковых и некруглых заготовок. Недостатки - быстрая потеря точности и ускоренный износ. Потеря начальной точности происходит в следствии технологических особенностей: улитка только улучшается и имеет невысокую твердость, следовательно, быстро истирается – происходит быстрый износ центрирующего механизма. Ускоренный износ происходит из-за попадания стружки и грязи в клиновидные зазоры между зубьями кулачков.
Используются в единичном и мелкосерийном производстве. Оснащаются прямыми и обратными кулачками.
Реечные патроны
Трёхкулачковые реечные патроны свое название получили из-за принципа работы: зубчатый венец перемещает рейки, которые одновременно перемещает кулачки. Они более долговечные по сравнению со спиральными, т.к. имеется возможность закалки и шлифовки зубцов.
Корпус изготавливается из литой или кованой стали, остальные движущиеся части – легированной, с последующей закалкой.
Являются универсальными и применяются в единичном или мелкосерийном производствах.
Преимущества:
- более сильный зажим;
- большая точность;
Недостатки:
- КПД ниже, чем у спиральных;
- возможность зажима только из одного положения;
- сложная конструкция.
Эксцентриковые патроны
Трёхкулачковые эксцентриковые патроны применяются в крупносерийном производстве. Все детали агрегата изготавливаются из износостойких сталей, а затем проходят закалку и шлифовку. Обладают высокой точностью и силой зажима. Переналаживаются на зажим другой детали сравнительно просто – перестановкой насадных кулачков.
Сверлильный патрон. Как выбрать ?
Самозажимной патрон
Такие патроны (иногда называемые быстрозажимными), также иногда имеют в своей конструкции конические элементы, но в основном используют внутреннюю резьбу (она указывается в маркировке изделия).
Самозажимной патрон включает в себя:
- Втулку с осевым отверстием в виде конуса.
- Зажимное кольцо, снабжённое рифлениями.
- Корпус.
- Пару заклинивающих зажимных шариков.
Принцип действия самозажимного патрона заключается в том, что зажим сверла обеспечивается и поддерживается в ходе вращения самого шпинделя, что особенно полезно в условиях частого использования сверлильного станка. Сверло с коническим хвостовиком того же номера вставляется во втулку, а она — в отверстие корпуса. В результате зажимное кольцо приподнимается, а зажимные шарики входят в отверстия, имеющиеся на внешней поверхности сменной втулки. При опускании кольцевого элемента, шарики размещаются в отверстиях, и обеспечивают зажим приспособления.
Замена сверла в таком случае может производиться без выключения станка. Оператор только приподнимает кольцо, шарики разводятся, и освобождают сменную втулку, которая далее извлекается из приспособления. Впоследствии на её место может быть установлена новая сменная втулка, для чего проделываются те же манипуляции. Обычно комплект поставляется с несколькими разрезными втулками, имеющими разные номера конусов Морзе. Можно вставлять несколько деталей одна в одну, увеличивая тем самым количество возможных комбинаций.
Быстрозажимной патрон может иметь и иное исполнение, использующееся, когда в детали уже имеется отверстие, и требуется зацентрировать сверло (зенкер, развёртку) относительно его оси. В приспособлении имеются подвижная оправка и поводок, который расположен в некруглом отверстии внутренней части корпуса. Компенсацию возможных осевых усилий выполняет подшипниковый узел. Муфта привинчивается к оправке, соединяя её с корпусом, и фиксируется снизу стопорным кольцом. Пружина, которая находится внутри оправки, выполняет её прижим к корпусу. Этим обеспечивается точное позиционирование патрона по глубине имеющегося отверстия. Съём патрона со шпинделя выполняется либо клиньями (плоскими или радиусными), либо эксцентриковым ключом.
Трёхкулачковый сверлильный патрон
Три кулачка размещаются в корпусе под углом, исключающим самоторможение элементов. При вращении ключа, который вставляется в соответствующее отверстие на корпусе, обойма и гайка начинают перемещаться. В результате кулачки отводятся, причём одновременно в радиальном и осевом направлениях. По оси патрона образуется пространство, где помещается хвостовик инструмента. При упоре хвостовика в подпятник ключ проворачивают в противоположном направлении, и сводят кулачки до плотного контакта с конической частью хвостовика. Одновременно производится и осевая ориентация инструмента относительно шпинделя.
Ввиду простоты конструкции и способа регулировки инструмента трёхкулачковые патроны находят преимущественное применение в небольших мастерских, а также в бытовых сверлильных станках.
Недостаток трёхкулачковых патронов – заметный износ кулачков, особенно, если их термообработка выполнена на недостаточную твёрдость.
Кроме описанных конструкций используются и другие разновидности патронов. Например, с целью установки свёрл сравнительно небольшого диаметра используют цанговые патроны. В них фиксация производится при помощи прижима разрезной втулки, где находится сверло, накидной гайкой. Она перемещается по резьбе, которая имеется на корпусе такого патрона, и надёжно прижимает втулку к бурту цилиндрической части корпуса. Цанговые патроны, в отличие от кулачковых, разбираются значительно легче, что облегчает процесс их очистки и ремонта.
Для прецизионных и высокоскоростных сверлильных станков наиболее эффективны патроны, имеющие полый хвостовик. Верхняя часть такого хвостовика снабжена резьбой, а в нижней части предусмотрено отверстие, куда под давлением до 50 атмосфер подаётся СОЖ. Сверлильные патроны серии НЕХА позволяют подавать СОЖ через радиально или коаксиально расположенные отверстия в корпусе. Особенность применения такой оснастки – необходимость в её динамической балансировке, при которой учитываются как крутящие моменты от привода сверлильного станка, так и давление, создаваемое потоком СОЖ.
Оставить комментарий: