Что такое патрон станка

Патрон токарный

Токарный патрон – это основной элемент оснастки токарного станка, зажимное устройство обеспечивающее фиксацию заготовок на шпинделе. Применение патронов позволяет производить обработку на высоких скоростях вращения, обеспечивает точность установки и необходимое усилие зажима.

Данный элемент оснастки изготавливается из прочных марок чугуна или закаленной инструментальной стали, имеет различные варианты исполнения, обеспечивающие широкие возможности обработки деталей различной конфигурации.

Назначение и основные параметры

Токарный патрон является одним из основных элементов техоснастки и необходим для надежного крепления заготовок различного размера и формы на шпиндель. Высокая точность зажима обеспечивает центрование и перпендикулярность поверхности оси обработки. Патрон необходим для проведения практически всех токарных операций, входит в обязательный комплект оснастки металлообрабатывающих ручных, полуавтоматических и автоматических станков.

Данный тип зажима устанавливается на переднюю бабку станка. Передача вращения осуществляется от электромотора через коробку передач и раздаточную коробку. Для обеспечения производства деталей необходимо несколько токарных патронов, которые подбираются с учетом основных эксплуатационных и технических параметров:

Вариант исполнения и количество кулачков (зажимных элементов) – определяет возможность фиксации того или иного типа заготовок, расположение кулачков, возможность установки нескольких заготовок.
Рабочий диаметр патрона. Это наружный размер, диаметр присоединительного пояска, а также расположение и параметры крепежных отверстий.
Параметры заготовки. Необходимо учесть наибольший и наименьший диаметры, учесть способ крепления – наружный или внутренний через обратные кулачки. Также необходимо учесть и допустимую массу детали.
Диаметр отверстия в корпусе патрона. Необходим при обработке длинного прутка.
Максимальное значение частот вращения.

Основные варианты конструкции

Токарные патроны изготавливаются из прочного чугуна маркой не менее СЧ-30 или инструментальных марок стали прочностью не менее 500 МПа.

Существуют различные варианты конструкции токарных патронов, остановимся на наиболее часто используемых в современном производстве:

Патрон рычажный. Зажим происходит благодаря смещению кулачков с зажимами благодаря действию двухплечевого рычага. Основной характеристикой является количество кулачков и степень смещения на рабочем диске. К недостаткам можно отнести сложность настройки, особенно при проведении нетиповых операций. Кулачки могут настраиваться путем одновременного смещения посредством ключа или отдельной регулировкой каждого зажима. Данный тип оснастки, как правило, применяется для черновой или получистовой обработки.

Клиновые токарные патроны – это усовершенствованный вариант конструкции рычажного зажима. Высокую точность фиксации обеспечивает наличие собственного механического или пневмопривода для каждого кулачка. Имеет возможность фиксации заготовки со смещением относительно центра вращения, что позволяет производить обработку деталей сложной конфигурации.

Мембранные токарные патроны. Обеспечивают наиболее высокую точность фиксации благодаря мембранам из упругого материала. Заготовка фиксируется путем отключения гидропривода, что приводит к расширению мембраны. Характерными особенностями конструкции является большое количество зажимов при сравнительно низком усилии сжатия. Поэтому основной сферой применения данного типа оснастки является чистовая обработка деталей на малых скоростях вращения.

Виды и классификация токарных патронов

Одним из основных параметров классификации патронов, определяющим возможности обработки тех или иных заготовок, является количество и конструкция кулачков. По количеству зажимов патроны подразделяются на:

Двухкулачковые патроны. Оптимальны для зажима заготовок небольшого размера несимметричной формы – поковок, арматуры и т. д.
Трёхкулачковые патроны самоцентрирующиеся. Используются для крепления заготовок круглой и шестигранной форм. Обеспечивает возможность быстрой центровки и фиксации.
Четырехкулачковые патроны с независимой фиксацией зажимов. Данный тип оснастки применяется для установки заготовок прямоугольной и нессиметричной формы, квадратных прутков.
Шестикулачковые патроны самоцентрирующиеся. Оптимальны для работы с тонкостенными деталями благодаря минимальному усилию смятия. Шесть кулачков обеспечивают равномерное распределение усилий сжатия.

По типу зажима кулачков патроны подразделяются на прямые и обратные. Первые обеспечивают зажим по наружной поверхности, обратные – по внутреннему отверстию. Применение обратных кулачков позволяет обработать всю поверхность детали.

По классу точности данный тип оснастки подразделяется на 5 ступеней:

Н – нормальная;
П – повышенная;
В – высокая;
А – особо высокая.

Основные размеры и обозначения

Если взять наиболее распространенные трехкулачковые патроны (ГОСТ 2675-80) то действующим стандартом предусмотрено десять типоразмеров определяемых общим диаметром оснастки: 80, 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500 и 630 мм (см. табл. 1)

В зависимости от способа установки на шпиндель оснастка подразделяется на три типа:

С пояском и фиксацией посредством вспомогательного фланца (Тип 1);
С фиксацией через фланец на конце шпинделя под поворотную шайбу (Тип 2);
С фиксацией через фланец на конце шпинделя (Тип 3).

Существует единая система обозначений основных параметров патрона состоящая из 8 цифр и буквы указывающей класс точности оснастки. Воспользовавшись таблицей в ГОСТ 2675—80 по маркировке изделия можно определить:

Количество зажимов;
Диаметр изделия;
Основные размеры;
Тип крепления оснастки на шпиндель;
Исполнение зажимов;
Класс точности.

Так, например Патрон 7100—0032—П ГОСТ 2675—80 обозначает второй тип, диаметр 200 мм, монтаж на шпиндель с 5 условным размером, сборные кулачки и повышенный класс точности (П).

Действующие ГОСТы

Регулирует параметры токарных патронов ГОСТ 1654-86. В нём регламентируются технические условия патронов общего назначения. Также действует множество других стандартов. Так, самоцентрирующиеся 3-кулачковые патроны регулируются ГОСТ 2675-80. На двухкулачковые зажимы с самостоятельной центровкой действует ГОСТ 14903-69.

Патроны для токарных станков: особенности использования и назначения, основные виды, преимущества

Токарное дело предполагает использование специализированного оборудования — станков, главным элементом которых являются так называемые токарные патроны.

Токарные патроны для станков применяются для фиксирования заготовки в конструкции для последующей обработки.

Эта деталь может обладать разной конструкцией. Тут все зависит от требований технологического плана и функциональности, которые необходимы исполнителю.

Токарное дело подразумевает быстрое вращение той или иной детали. По этой причине патроны, конечно же, обязательно должны иметь особые характеристик. Эти детали монтируются на переднюю «бабку» оборудования, соединенную с электроприводом.

Для того чтобы подобрать подходящую для своих целей модель, нужно знать обо всех ее характеристиках, которые зависят от назначения и типа токарного станка. Потому процесс выбора должен обладать комплексным характером.

Принято выделять следующие технологические и пользовательские характеристики, которыми нужно руководствоваться, подбирая патрон для токарного станка:

Конструкция. Этот параметр отвечает за методику фиксирования заготовки. А также он определяет число элементов для зажима, их размещение и возможность монтажа сразу нескольких элементов.
Диаметр. Сюда входит и диаметр соединительного пояска, и наружный диаметр изделия, и размеры отверстий для крепежей.
Параметры изделия, подлежащего обработке. В этом случае в расчет берется и размеры, и масса заготовки.
Максимальная частота вращений.
Диаметр паза для монтажа прутка.

Токарный патрон — это сложная конструкция технологического типа. Как правило, производятся они сразу из нескольких материалов. Корпус создается из особого чугуна, другие же составляющие делаются из высокопрочной стали.

Виды токарных патронов в зависимости от механизма фиксации

От правильности выбора вида токарного патрона соответствующим механизмом фиксации зависит уровень радиальных биений, скорость переналадки, возможность использования в единичном и крупносерийном производстве. Основные из наиболее часто применяемых типов станков:

Цанговые

Эта разновидность крепежей собой представляет втулку с осевыми прорезями, в которых находятся лепестки-фиксаторы.

С конструктивной точки зрения этот тип патронов включает в себя подающую цангу с лепестками и втулкой.

Цанговые модели используются для следующих целей:

заточка фрез и сверл;
обработка прутьев из металла;
закрепление заготовок.

Однако, они имеют и свои недостатки, к которых можно отнести сравнительно небольшие диаметры заготовок.

В том случае, если патрон цангового типа не подходит для обработки той или иной заготовки, то придется воспользоваться специальными вкладышами-выравнивателями.

Рычажные

До недавней поры эта разновидность считалась самой популярной. Принцип их действия базируется на перемещении зажимных кулачков с помощью смещения специального рычага. Стоит также отметить, что для более точной настройки конструкция оснащена гидравлическим приводом.

Однако, подбор положения детали — это крайне непростой процесс. Это в особенности заметно, когда требуется произвести нестандартную обработку, используя патрон кулачковый.

А также при работе иногда наблюдается несущественный люфт заготовки при вращении. Потому фиксаторы рычажного типа используются преимущественно для целей черновой обработки.

Клиновые

Этот вариант — усовершенствованная версия рычажной разновидности изделия. Большая точность тут достигается благодаря тому, что каждый отдельно взятый кулачок оснащен собственным механическим или пневматическим приводом.

Эти конструкции используются для осуществления точной токарной обработки. Достоинством клиновых токарных патронов считается возможность перемещения центральной части детали относительно вращающейся оси. Из этого можно сделать вывод, что с их помощью можно делать даже сложные детали.

Эти детали характеризуются следующими особенностями:

Трудоемкая настройка;
Высокий уровень точности настраиваемых характеристик, несущественная погрешность в процессе обработки;
Надежная фиксация, которая достигается благодаря грамотному распределению давлений на кулачках.

Для оборудования с ЧПУ крайне важна возможность оперативного изменения настроек. Потому в таких станках применяются особые патроны, которые подключаются непосредственно к управляющему блоку.

Важно и то, что к материалам, из которых делаются патроны клинового типа, предъявляются специфические требования. В большинстве случаев процесс обработки подразумевает применение высоких оборотов, потому качества устройства-фиксатора должны оставаться неизменными.

Мембранные

Самой высокой точностью обладают мембранные изделия. Мембраны, сделанные из материала повышенной упругости, закрепляются на фланце. После того как заготовка установлена, отключается гидравлический привод, а элемент закрепляется посредством расширения этой самой мембраны.

Для этого решения характерно наличие нескольких кулачков и небольшая сила зажима. Потому эти модели патронов зачастую применяются для целей чистовой обработки, которая исполняется на небольших скоростях.

Патрон для токарного станка

Какие бывают основные принадлежности для токарных станков?

Хотите переоборудовать Ваш токарный станок под деревообработку (Jet BD-7) или планируете обрабатывать заготовки не только цилиндрической, но и призматической формы? Для этого Вам понадобятся дополнительные принадлежности. А именно упор и цанговый патрон. Но они не поставляются в комплекте к оборудованию, что же делать? Ответ прост — их всегда можно подобрать отдельно. Встречаются и другие случаи, когда требуются приспособления такого рода. Какие они бывают, когда нужны и как правильно выбрать наиболее подходящие? Это мы расскажем в данной статье.

Патрон

Цанговый для зажима имеет цанги (пружинящие разрезные втулки). Они могут иметь цилиндрическую или призматическую форму. Особенно удобны такие патроны при производстве металлических деталей различных форм. В цанге можно зажать как обычный прут, так и шести- или четырехгранную заготовку, без опасности, что грани деформируются, или такая деталь будет закреплена недостаточно надежно. Кроме того цанги имеют разный диаметр и очень легко заменяются в патроне, что позволит обрабатывать самые различные заготовки с минимальными потерями по времени. Если втулки подходящего калибра не было в наборе, её всегда можно докупить. Обратите внимание, что далеко не на каждый станок можно установить патрон этого вида, к примеру, его можно закрепить на токарных станках по металлу Jet (BD-7, BD-8).

Кулачковый – самый распространенный вид патрона. Обычно он имеет несколько (от 2 до 6) цельных или сборных кулачков и устанавливается на шпиндель станка через переходной фланец, который можно приобрести отдельно, к примеру, для замены при износе.

Лучше всего такой патрон подходит для работ с круглыми заготовками. Диаметр патрона может быть от 80 до 400 мм. В зависимости от выбранного значения в нем можно будет закреплять прут с максимальным диаметром от 25 до 200 мм. Данное приспособление бывает быстрозажимным или ключевым. У последнего сила зажима регулируется вручную. Это очень важно, например, при обработке мягких металлов или дерева, где есть опасность повредить деталь при слишком сильном зажатии. Кроме того, это является гарантией, что фиксация всегда будет надежной и не будет опасности, что из-за изношенного быстрозажимного механизма заготовка вылетит или уйдет вглубь патрона.

ЖИВЕТ МУЗЕЙ В БИБЛИОТЕКЕ — Во славу РодиныКстати, в музее установлена современная техника, с помощью которой возможно увидеть процессы изготовления бумаги и печатания книг на самодельных станках. …Рассказывать о нашем Музее книги можно бесконечно. Но лучше увидеть его уникальные экспонаты своими глазами.

Патрон токарный: назначение, виды и особенности выбора

Стремительное развитие металлообрабатывающего комплекса сложно представить без постоянного совершенствования станочного оборудования.

Оно определяет скорость заточки деталей, соблюдение их геометрии, качество обработки поверхности.

Для прочной фиксации заготовки используется патрон для токарного станка, обеспечивающий необходимое зажимное усилие и точность центрирования. В этой статье рассмотрены основные вопросы, касающиеся выбора устройств:

Назначение и общие характеристики

Патроны токарные устанавливаются на универсальных и специальных станках и используются для крепления деталей на оси шпинделя.

Благодаря их применению достигается надежная фиксация и увеличивается зажимное усилие при большом крутящем моменте. Деталь не срывается, сохраняет правильное положение при работе, снижая риск поломки резца и обеспечивая высокую скорость изготовления изделия.

Патроны для токарных станков производятся из закаленной стали, реже – чугуна, и отличаются друг от друга конструкцией и назначением.

В России разработано и утверждено восемь стандартов, описывающих требования к этим элементам. Например, согласно ГОСТ 1654-86, выделяется 4 класса точности: А (особо высокая), В (высокая), П (повышенная) и Н (нормальная).

Классификация патронов

Все используемые токарные патроны условно делятся на две группы: кулачковые и цанговые. Первые состоят из нескольких подвижных сегментов (кулачков), за счет которых и происходит фиксация детали. Они применяются для большинства операций и отличаются друг от друга особенностями конструкции и назначением.

Цанговые патроны выпускаются с выдвижной, неподвижной или втягиваемой цангой, закрепляющей деталь в нужном положении.

Патрон токарный также классифицируется по:

количеству кулачков (от двух до шести);
особенностям крепления (по внешней или внутренней поверхности);
специфике исполнения (цельные, сборные или накладные кулачки);
используемому приводу (ручной или механический).

Каждый вид устройства имеет свои преимущества, особенности использования и предназначен для определенных функций.

Самоцентрирующиеся двухкулачковые патроны

2-х кулачковый патрон для токарного станка используется для крепления сложных фасонных деталей, нецилиндрических и несимметричных заготовок.

Их особенность заключается в способности фиксировать в губках необработанные поверхности, обеспечивая достаточное сцепление.

Все детали изделия производятся из стали, подвижные части подвергаются термообработке, что увеличивает их прочностные характеристики и износостойкость.

Размеры стандартизированы: диаметр варьируется от 125 до 400 мм. К недостаткам устройств этого типа относят высокий риск нарушения центрирования из-за широкого зазора между направляющими.

Трехкулачковый патрон токарный

Самый распространенный тип, встречающийся на промышленных производствах, в домашних мастерских, гаражах и сборочных цехах. Обычно оснащен тяговым приводом, позволяющим сократить время, требующееся на фиксацию на 30-80%.

Снижение временных затрат позволяет ускорить процесс, что особенно важно при большой загрузке, например, на серийных станках. Механизированный привод обеспечивает еще одно немаловажное преимущество: постоянство зажимного усилия, за счет чего деталь не перекашивается и не вылетает при любых оборотах.

а — трехкулачковый патрон; б — четырехкулачковый патрон.

3-кулачковый патрон для токарного станка может быть спиральным и реечным.

Спиральные конструкции появились одними из первых и применяются более 100 лет благодаря простоте и надежности. К их достоинствам относится широкий диапазон хода фиксаторов, возможность зажима некруглых деталей и хороший КПД. Среди минусов: быстрый износ, при котом пропадает точность центрирующего механизма. К быстрому выходу из строя приводит использование непрочной улитки, попадание грязи и металлической стружки в зазоры.

Реечный патрон на токарный станок частично лишен этих недостатков: из-за особенностей конструкции (венец приводит в движение вращающие рейки) есть возможность дополнительного закаливания зубцов.

Это повышает их универсальность и позволяет устанавливать на станках мелкосерийного или штучного производства. Они точнее, чем спиральные устройства, и обеспечивают усиленный зажим, но при этом снижается КПД изделия и теряется возможность его фиксации в нескольких положениях.

Четырехкулачковые патроны

Четырехкулачковый патрон токарный преимущественно выбирается для обработки несимметричных заготовок, если возникла необходимость заточить круглую деталь вне центра или для расточки отверстий по разным осям.

Благодаря двум парам независимых держателей изделие крепится по взаимоперпендикулярным плоскостям таким образом, чтобы достичь полного совпадения оси шпинделя и зачищаемой поверхности.

Кулачок может быть цельным или сборным. Патрон для токарного станка со сборным узлом имеет основание и насадной кулачок.

Патроны для токарного станка по дереву

Он размещается в пазе основного элемента для свободного радиального перемещения без потери устойчивости. Так обеспечивается двойное шпоночное крепление. К преимуществам конструкции этого типа относится жесткость фиксации и простота применения.

Также в производстве можно встретить 6-кулачковые зажимы.

Фиксирующее усилие в них распределяется между шестью отдельными кулачками, благодаря чему удается закрепить тонкостенную деталь без деформации.

Конструкция зажимного механизма

Еще одна важная классификация устройств, отражающаяся на их конструкции и применении, касается сборки зажимного механизма.

По этому параметру патроны для токарных станков делятся на следующие виды:

Поводковые — наиболее простые, используются для обработки центра, в случае необходимости заточки боковых поверхностей выбираются зубчатые и штыревые узлы;
Спиральные самоцентрирующиеся — центрирование происходит одновременно с фиксацией, что уменьшает время, необходимое для подготовки.
Наиболее популярные токарные патроны, оснащаются двумя, тремя или шестью держателями;
Рычажные — их особенность заключается в наличии тяги с муфтой, приводимые в движение гидравлическим приводом. За счет этого происходит крепление.
Востребованы в мелкосерийных производствах;
Клинореечные — этот токарный патрон по своим характеристикам похож на рычажный, но обеспечивает большую точность центрирования;
Цанговые — способны фиксировать только прутковые образцы с небольшим диаметром.
Несмотря на низкую универсальность, популярны из-за минимальных радиальных биений, позволяющих повысить качество работы;
Сверлильные — предназначены для подключения к станку сверл и других инструментов;
Термопатроны — используются на тех же станках, что и цанговые, но для них необходима горячая посадка для подключения инструмента;
Гидропатроны — еще одна альтернатива цанговым устройствам.
Патрон токарный зажимает инструмент за счет рабочего давления жидкости, что уменьшает усилие, требуемое для надежной фиксации.

Рассмотрим конструкцию и возможности наиболее популярных устройств подробнее.

Токарные цанговые патроны

Ключевым рабочим элементом является металлическая втулка, поделенная на 3,4 или 6 лепестков.

От их количества зависит максимальный диаметр фиксируемой продукции: металлические пластины захватывают деталь, вставляемую внутрь втулки, и удерживают ее в течение всего рабочего процесса. Конструкционно цанги делятся на два типа: подающие и зажимные. У первых стальная закаленная втулка имеет три неполных разреза, формирующих лепестки с концами, поджатыми друг к другу.

В подающих цангах используются лепестки пружинящегося типа, и их количество варьируется, в зависимости от модели. Когда цанга вдавливается в патрон, прорези сужаются, и сцепление между фиксатором и деталью возрастает.

Благодаря этому, данный тип патронов часто используется при вторичном креплении уже обработанного изделия: лепестки прочно удерживают его, но при этом не повреждают поверхность. Если профиль детали не соответствует форме цанги, используются специальные сменные вкладыши.

Рычажный патрон на токарный станок

В основе конструкции этого устройства кроется рычаг с двумя плечами, который приводит в движение держатели с зажимами.

Обычно привод механизирован для ускорения процесса установки и уменьшения нагрузки на оператора.

Друг от друга отличаются количеством кулачков. Выбирая этот параметр, появляется возможность работы со сложными фасонными деталями. Их фиксация становится сложным и длительным процессом, поэтому рычажный патрон для токарного станка не подходит для крупносерийных производств – увеличиваются временные затраты на вспомогательные работы, падает производительность труда.

Однако это вполне подходящий инструмент для мелкосерийных фабрик при выпуске единичных товаров.

Переналадить устройство этого типа можно при помощи ключа (происходит одновременное смещение кулачков) или регулируя положение каждого узла в отдельности. После закрепления детали может наблюдаться незначительный люфт, отражающийся на геометрии будущей детали, поэтому обычно рычажные изделия выбирают для черновой резки.

Клиновый патрон

Клиновые патроны для токарных станков представляют собой более совершенную модификацию рычажных конструкций.

В них для регулирования положения зажимов применяется несколько отдельных приводов. В результате можно зафиксировать детали сложной формы и задать любую ось вращения.

К другим преимуществам можно отнести:

минимальный процент погрешности, точное соблюдение геометрии при выточке продукции;
равномерное усилие на каждом кулачке;
прочная фиксация на разных оборотах.

При этом существенно увеличивается сложность настройки и время предварительной подготовки.

Часто патрон для токарного станка имеет специальную модель зажима, адаптированную для работы с блоком ЧПУ.

Выбор подходящего изделия

Характеристики выбранного устройства напрямую влияют на возможность работы с формой, точность геометрии будущего изделия, качество поверхности.

Также токарный патрон определяет скорость производства, максимальное количество выпускаемых деталей за смену. Неправильно подобранная конструкция увеличивает количество брака, может привести к поломке станка. Согласно ГОСТ подключение должно осуществляться с учетом следующих параметров:

Расчетная нагрузка. Патрон для токарного станка может работать с деталями определенного внутреннего и внешнего диаметра, формы и массы. При превышении максимально допустимых размеров, устройство выйдет из строя (особенно при работе на больших оборотах);
Тип фиксации изделия на оси шпинделя.
Для крепления может использоваться центрирующий поясок или фланец, зажим Кэмлок или поворотная шайба;
Размеры крепежных отверстий и их положение на корпусе;
Пределы частот. Показывают, на каких максимальных оборотах работает патрон для токарного станка;
Количество кулачков, их разновидность (накладные или составные), твердость и используемый метод крепления, тип перемещения – все это определяет, насколько удобно будет работать с фиксатором, и какое время потребуется для его переналадки;
Точность патрона.

Чтобы не ошибиться при выборе изделия, предварительно рекомендуется получить профессиональную консультацию.

Сделать это можно у сотрудников нашей компании по контактным телефонам. Мы порекомендуем подходящие патроны токарные с учетом специфики вашего производства.

Рассмотрение темы токарного патрона мы разделим на две части, но очень вероятно, что со временем мы продолжим эту серию статей.

Итак, в первой статье мы разберём устройство токарного патрона станка JET BD-920W и некоторые его параметры. Во второй части рассмотрим обслуживание токарного патрона и хитрости работы, при помощи которых ему можно будет продлить срок службы.

На токарном станке JET BD-920W установлен стомиллиметровый самоцентрирующийся трёхкулачковый патрон с ручным зажимом.

Этот тип патронов является универсальным и, как следствие, самым распространённым. К данному патрону в комплекте поставки идут два набора кулачков — прямые и обратные. Но иногда производители расширяют спектр аксессуаров и к патрону дополнительно прилагают третий набор кулачков (комплект кулачковых реек). На них могут крепиться произвольные по формам насадки, выполненные из незакалённой стали (сырые кулачки).

Но в данную комплектацию токарного станка они не входят, что очень жаль.

Ниже приведу несколько технических характеристик, которые понадобятся при работе с заготовками на станке JET BD-920W: 1. Проходное (сквозное) отверстие шпинделя 20мм;

Максимальный вес заготовки, который можно закрепить (правда здесь есть один вопрос, о котором мы поговорим позже):— в патроне 15 кг.,— между патроном и задней бабкой 30 кг.,— между патроном и задней бабкой с использованием люнета 45 кг.

Про максимально регламентируемые диаметры заготовок, которые можно зафиксировать в патроне, более детально будет чуть ниже.

Параметры очень внушают!

Для работы с патроном имеется равноплечный Т-образный ключ. У профессиональных токарей этот аксессуар часто модернизирован или вообще полностью самодельный.

Делать это для хоббийных станков мы настоятельно не рекомендуем, особенно для китайской продукции. При работе ключом необходимо осознанно выполнять процесс фиксации деталей, то есть руководствоваться тактильной силой затяжки. Она бывает: лёгкая, умеренная и предельная. Если неправильно выбрать момент затяжки, то деталь деформируется, либо она может при обработке выскочить из патрона.

Навык правильной фиксации деталей достаточно быстро приходит с опытом.

Как уже ранее было сказано, токарный патрон комплектуется прямыми и обратными кулачками. Прямые кулачки могут работать как на зажим, так и на разжим. Максимальный диаметр заготовки, который можно установить в данную конфигурацию патрона составляет 30 миллиметров, а минимальный два.

На практике в токарный патрон нам удавалось установить и бОльшие диаметры, но не стоит этим злоупотреблять. В противоположном случае при зажиме можно сломать спиральные элементы механизма патрона.

Патрон с установленными в него обратными кулачками, позволяет работать только на зажим.

Для установки заготовок, рабочий диапазон этих кулачков, составляет от 30 до 80 миллиметров.

Теперь, рассмотрим как устроен токарный патрон и как его разобрать.

Примечание: в последствии при дальнейшей разборке, будет гораздо проще если с патрона сразу снять кулачки.

Так же, перед демонтажём, рекомендуется сделать метки на шпинделе и корпусе патрона.

Токарные патроны для станков

Это нужно для того, чтобы по завершении работ установить детали в том же положении как было до этого. Данный момент не просто дополнительная операция, а скорей необходимость, которая позволит минимизировать внесение дополнительных погрешностей после вмешательство в конструкцию.

Проверено на JET BD-920W.

Патрон на шпинделе передней бабки крепиться при помощи трёх длинных винтов под внутренний шестигранник. Открутив патрон, мы снимаем и его кладем рабочей стороной в низ. Для полной его разборки, можно сразу открутить все шесть винтов, которые расположены с обратной стороны (три винта крепящие крышку и три стопорных винта шестерён).

Далее снимаем крышку, а точнее, вытаскивает её оттуда.

Теперь мы можем заглянуть во внутреннюю часть токарного патрона и частично оценить состояние деталей механизма.

Для полного осмотра или обслуживания всех деталей, остаётся просто извлечь шестерни из посадочных мест и вынуть спиральный диск.

Здесь мы так же рекомендуем пометить где и какая из шестерён установлена.

Чтобы вынуть из патрона спиральный диск, достаточно взять патрон и его перевернуть. Диск должен выйти сам, но есть вероятность, что он там застрянет.

Это может быть из-за наличия стружки или перекоса самого диска.

В данном случае понадобятся две небольшие шлицевые отвёртки с размером рабочей части 0,4 на 2,5 миллиметра. Ими необходимо поправить диск и помочь ему выйти из корпуса патрона. В остальном трудностей при разборке быть не должно.

Основными рабочими элементами патрона являются корпус, спиральный диск, шестерни и кулачки.

За надёжность зажима деталей, по большей части отвечают спиральный диск, шестерни и кулачки.

На точность зажима деталей, отвечает корпус патрона, спиральный диск и кулачки.

Как-то несколько раз меня спрашивали, зачем менять прямые кулачки на обратные, их же можно просто установить наоборот и всё.

Ниже два изображения, которые помогут наглядно показать почему данное действие невозможно.

В завершении этой статьи приведу пример контактной пары из нескольких деталей токарного патрона.

Рассмотрим спиральный диск и шестерни. За время эксплуатации станка, а она не столь большая, стало хорошо видно, как работает зубчатая передача. Шестерни, на них поверхности зубьев, притёрты не равномерно, на каждой из деталей пятно контакта разное. Более-менее равномерно обтёрлись зубья, расположенные на обратной стороне спирального диска.

Это объясняется тем, что по ним проходит больше деталей. Но главное в том, что рабочая поверхность зуба составляет не более тридцати процентов и находится не по центру.

Это конечно разочаровывает.

Продолжение в следующей части.

Токарные патроны для станков

Токарный патрон — важный элемент оснастки токарного станка. От того, насколько надежно закреплена заготовка на станке, зависит точность обработки.

Токарный патрон своими руками

От качества изготовления патрона — зависит длительность эксплуатации. В процессе совершенствования металлообрабатывающих технологий было разработано множество конструкций патронов, из которых были выбраны наиболее эффективные.

Закрепление патронов на токарном станке

Крепление и центрирование токарных патронов производится на шпинделе токарного станка.

Диаметры патронов и способы их крепления — стандартизированы. В зависимости от производителя патроны будут обозначаться типом (по ISO) или исполнением (по Гост). Распространенная конструкция конца шпинделя — это крепление типа С или типа D (cam-lock). Существуют и другие конструкции шпинделя.

Для крепления токарных патронов широко используются фланцы и планшайбы, размещаемые на шпинделе.

Они имеют такую же конструкцию, как и фланец токарного патрона, однако такие приспособления позволяют значительно повысить универсальность, поскольку на них можно устанавливать различные патроны.

На планшайбах имеются многочисленные отверстия для затяжных болтов и центрирующий выступ. При установке патрона на планшайбу или фланец также можно добиться высокой точности.

Виды токарных патронов

Токарные патроны делятся на такие виды:

Механические. Наиболее распространенный класс патронов, разделяется на кулачковые, поводковые, цанговые.
Первая группа сейчас практически вытеснила вторую и, в свою очередь, делится на самоцентрирующиеся, обычно с 3 кулачками, и несамоцентрирующиеся, у которых количество кулачков может быть 2, 4 или 6. Шестикулачковые патроны используются реже всего.
Механизированные: Пневматические, гидравлические, электрические. Автоматизируют процесс зажима-разжима заготовки с заданным усилием.
Гидравлические патроны чаще используются на станках с диаметром патрона больше 200 мм. Пневматические патроны применяются на токарных автоматах. Цанговые патроны служат для зажима прутковой заготовки относительно небольшого диаметра. Электрические. не получили широкого распространения.


Токарный патрон с механическим управлением	Патрон с пневматическим приводом

Особенно прочными выполняются кулачки для токарных патронов, которые испытывают значительные поверхностные и истирающие нагрузки в процессе работы. Поэтому для их производства применяется высококачественная сталь, которая подвергается закалке.

Двухкулачковые патроны

Патроны этого типа имеют достаточно простое строение.

Они могут быть ручными с двухзаходным винтом или с механическим приводом. В ручных устройствах винт располагается либо среди кулачков, либо сбоку.

Главный недостаток двухкулачковых патронов — при перекосе кулачков в направляющих из-за боковых зазоров происходит смещение центра заготовки. Поэтому направляющие тщательно шлифуют, а кулачки подгоняют под них с минимальным зазором.

Ходовой винт выполняется из прочных легированных сталей с высоким содержанием хрома.

Кулачки производятся из цементируемой стали, термическая обработка которой придает высокую прочность.

Трехкулачковые патроны

Трехкулачковый патрон получил наибольшее распространение. Причина высокой популярности — быстрота крепления деталей, что особенно важно в мелкосерийном производстве, где смена заготовок происходит весьма часто.

В отличие от патронов клинореечного типа, этот патрон не требует времени на переналадку, когда устанавливается заготовка другого размера.

Центрирование патрона может выполняться цилиндрическим пояском или конусом.

Патрон представляет массивную планшайбу, в которой прорезаны радиальные пазы. В них перемещаются три кулачка, приводимые в действие конической зубчатой передачей, которая смонтирована внутри планшайбы. Одно из колец снабжено торцевой резьбой, называемой спиралью Архимеда, при помощи которой его можно вращать ключом.

При вращении этой спирали происходит одновременное перемещение всех кулачков.