Токарный патрон. Разбираем до последнего винтика.

Токарный патрон. Разбираем до последнего винтика.

Чтобы расточить кулачки токарного патрона необходимо подобрать оптимальный способ для конкретной разновидности. Выпускают несколько типов кулачков, каждый из которых имеет конструктивные особенности.

Прямые

Этот вид кулачком предназначен для зажима заготовки с валом, с внешней стороны и для заготовки с отверстием – с внутренней. Непосредственно кулачки расположены сверху и захватывают деталь.

Обратные

Необходимы для зажима заготовки с внешней стороны. Используется для обработки полых болванок, чтобы было за что зацепится.

Накладные

Это составной вариант патрона, который сделан из цветного металла или нержавеющей стали. Применяется при работе с масштабными проектами. Такая вариация применяется при работе с заготовками большого диаметра при этом неважно, длинные они или короткие.

Сборные

Кулачок из металла в таком типе крепится на рейку из стали. Сталь применяется легированная, а зубья кулачков шлифуют, подвергают закалке и цементации.

«Работа на токарном станке по дереву»

планшайба для токарного станка

Чтобы расточить кулачки токарного патрона необходимо подобрать оптимальный способ для конкретной разновидности. Выпускают несколько типов кулачков, каждый из которых имеет конструктивные особенности.

Прямые

Этот вид кулачком предназначен для зажима заготовки с валом, с внешней стороны и для заготовки с отверстием – с внутренней. Непосредственно кулачки расположены сверху и захватывают деталь.

Обратные

Необходимы для зажима заготовки с внешней стороны. Используется для обработки полых болванок, чтобы было за что зацепится.

Накладные

Это составной вариант патрона, который сделан из цветного металла или нержавеющей стали. Применяется при работе с масштабными проектами. Такая вариация применяется при работе с заготовками большого диаметра при этом неважно, длинные они или короткие.

Сборные

Кулачок из металла в таком типе крепится на рейку из стали. Сталь применяется легированная, а зубья кулачков шлифуют, подвергают закалке и цементации.

Виды кулачков для токарных патронов

Виды кулачков для токарных патронов

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. Любой токарный патрон имеет в своей конструкции несколько кулачков, представляющих собой специальные зажимы для удержания и центрирования обрабатываемой заготовки. Их может быть 2, 3, 4 или 6 штук в зависимости от конструкции и размеров патрона. Кулачки изготавливаются из легированных высокопрочных сталей и предназначены для центрирования и фиксации заготовки в рабочей зоне.

Кулачки бывают следующих видов:

  • прямые;
  • обратные;
  • мягкие или «сырые кулачки»;
  • сборные.

Расточка и шлифовка кулачков токарного патрона: порядок действий

Общий вид и основные размеры трехкулачкового токарного патрона

Патрон токарный самоцетрирующий трехкулачковый относится к классу спирально-реечных самоцентрирующих трехкулачковых патронов с цилиндрическим пояском и креплением на токарном станке через промежуточный фланец. Самоцентрирующие спирально-реечные токарные патроны предназначены для установки на универсальные токарные, револьверные, внутришлифовальные станки.
Применяются в условиях единичного, мелкосерийного и серийного производства.В трехкулачковых самоцентрирующих патронах закрепляют заготовки круглой и шестигранной формы или круглые прутки большого диаметра. В отличие от токарных патронов клинореечного типа, не требуют времени на переналадку в том случае, когда требуется установка на другой диаметр зажима.

Устройство сверлильных патронов

Изучите устройство сверлильного патрона на схеме ниже. В состав приспособления входят:

  1. корпус, имеющий цилиндрическую форму;
  2. обойма, вращающаяся на его внешней поверхности;
  3. кулачковый механизм.

Изображение №1: устройство кулачкового сверлильного патрона

Теперь расскажем, как снимают такие патроны с дрелей и сверлильных станков, а также приведем технологию разборки зажимных приспособлений.

Виды планшайб

Простота конструкции планшайбы и обширная область использования породили большое число способов закрепления обрабатываемых деталей. При этом приспособление не является полностью универсальными. Для разных ситуаций может потребоваться применение нескольких различных модификаций.

Планшайба с Т-образными пазами

На поверхности такой оснастки выполнены Т-образные пазы, аналогичные используемым на столах фрезерных станков. В эти пазы вставляются специальные упоры или крепежные гайки. Обрабатываемое изделие прижимается к плоскости с помощью винтов. Конструкция устройства позволяет закреплять практически любые изделия. Расположение пазов на поверхности диска обычно имеет ортогональный вид. В зависимости от назначения число и частота пазов могут меняться.

Как правильно расточить?

Чтобы правильно расточить патрон необходимо соблюдать последовательность действий. Профессиональная расточка производится в несколько этапов, каждый из которых должен быть выполнен качественно и по всем техническим требованиям.

Демонтаж

В первую очередь необходимо провести демонтаж патрона. В противном случае не получится избавиться от биения заготовки и совместить точно все необходимые оси. Если патрон не будет зажат, а будет находиться в свободном состоянии на станке – дефекты сохранятся. После демонтажа необходимо снять кулачки и почистить их. Затем нужно проверить биение.

Обработка наждачной бумагой

При наличии небольшой степени износа и задира достаточно обработать деталь сначала крупнозернистой, а затем мелкозернистой наждачной бумагой. Чтобы не искажать профиль кулачка при зачистке необходимо, чтобы наждачная бумага охватывала примерно половину профиля кулачка и при этом имела небольшое натяжение. Если износ кулачка значительный – необходима полноценная расточка.

Как проточить?

Для проточки кулачков следует соблюдать определенный порядок:

  1. Установить их, сопоставив с отверстием токарного патрона.
  2. Осуществить зажим кольца так, чтобы оно могло двигаться свободно.
  3. Понадобятся два резца: один для расточки канавок, а второй – для разработки плоскостей.
  4. Начиная с низких оборотов следует найти оптимальный режим вращения.
  5. Резец для разборки плоскостей необходимо установить так, чтобы по всей плоскости кулаков происходило соприкосновение.

Так осуществляется конусная расточка и заготовка сможет крепиться надежно и безопасно.

Шлифовка

Это финишный этап растачивания, который проводится только в случае, если есть реальная необходимость. На этом же этапе проводится проверка металлическим валом. Вал закрепляется в патрон токарного станка и с его помощью определить, есть ли биение. При наличии биения требуется дополнительная шлифовка.

Обратные кулачки

Обратные кулачки по своей конструкции, являются противоположностью прямым и применяются для крепления «на сжатие» внешней стороны деталей больших диаметров.

Наружную поверхность обратных кулачков можно использовать для устройства дополнительной крепящей базы, работающей «на разжим» внутренней поверхности заготовки.

Чертежи обратного кулачка

Материалы изготовления и требования

Ко всем кулачкам для патронов токарных станков предъявляются высокие требования по прочности и износостойкости. По этой причине изделия изготавливают из легированных марок стали. Зажимающие поверхности и зубья кулачков подвергают процедурам закалки и цементации, после чего тщательно шлифуют. Накладные кулачки, которые используются для фиксации на токарном станке заготовок больших размеров, производят из стали и цветных металлов и не подвергают закалке.

Высокие требования к изготовлению кулачков имеют разумное обоснование. Любой токарный патрон при обработке детали обеспечивает надежную фиксацию заготовки и оказывает возрастающее усилие на сжатие заготовки при увеличении крутящего момента. Кулачки удерживают заготовку в неизменном положении и не дают ей сорваться, что сводит риск уменьшения производительности и поломок к минимуму.

Технические характеристики.

Корпус патрона выполнен из высококачественного специального чугуна

Общий вид и основные размеры трехкулачкового токарного патрона

Рис.1 — Общий вид и основные размеры трехкулачкового токарного патрона.

Технические характеристики токарного патрона приведены в таблице 1

Таблица 1

Наименование параметров Значения величин
Диаметр наружный D, мм 250
Диаметр присоединительного пояска D2, мм 200H7
Диаметр отверстия в корпус D1, мм 76
Диаметр расположения крепежных отверстий, мм, D3 224
Наружный диаметр изделия, зажимаемого в прямых кулачках,мм наибольший 120
Наружный диаметр изделия, зажима­емого в обратных кулачках, мм наибольший 266
Максимально допустимая частота вращения, мин ‘ 2000
Высота бортика под фланец 5
Высота патрона без кулачков 85
Высота патрона в сборе 119
Масса патрона, кг 29
Крепеж 6 болтов М12

С помощью токарного патрона, используя прямые и обратные кулачки, можно зафиксировать заготовки следующего диапазона размеров

Кулачок прямой предназначен для закрепления обрабатываемой заготовки за наружную поверхность для вала или за внутреннюю поверхность отверстия в заготовке. Кулачок обратный предназначен для закрепления обрабатываемой заготовки за наружную поверхность.

Точностные характеристики токарного патрона

Рис.2.1 — Токарный патрон на холостом ходу

патрон обеспечивает следующие точностные характеристики: Радиальное биение a – 0,045мм;

Торцевое биение c – 0,025мм.

Закрепляя заготовку в патроне можно добиться следующих характеристик:

Рис. 2.2 — Токарный патрон с креплением за внешнюю поверхность заготовки с прямыми кулачками.

диапазон закрепляемых заготовок от 5 до 118мм;

Радиальное биение a на длине 80 мм – 0,040мм.

Рис. 2.3 — Токарный патрон с креплением заготовки за внешнюю поверхность с обратными кулачками.

диапазон закрепляемых заготовок от 77 до 188мм и от 160 до 250мм;

Радиальное биение a – 0,045мм;

Торцевое биение c – 0,025мм.

Рис. 2.4 — Токарный патрон с креплением заготовки за внутреннюю поверхность с прямыми кулачками.

диапазон закрепляемых заготовок от 62 до 174мм и от 145 до 256мм;

Радиальное биение a – 0,045мм;

Торцевое биение c – 0,025мм.

Размеры кулачков для токарного патрона

Прямые и обратные кулачки токарного патрона имеют сходство в размерах. Так, у них совпадают такие основные параметры, как длина, ширина, высота, шаг гребенок и размеры ступеней.

Изделия унифицированы по конструкции, однако комплект кулачков от одного патрона не совпадает с комплектом от другого, так что его использование потребует некоторой доработки.

Если оставить погрешность в размерах, деталь будет зафиксирована неправильно. При этом один кулачок не будет участвовать в зажиме, а между призмой и поверхностью детали образуется просвет, который отчетливо виден под лучом фонарика.

На усилие зажима и точность базирования детали также влияет изношенность спирали диска и гребенок кулачков и реек. А неточность линейных размеров контактных поверхностей (в том числе реек и накладок) приводит к смещению рабочих плоскостей и появления чрезмерного усилия при зажиме.

Использование планшайб на универсальных токарных станках

В обычных кулачковых патронах можно размещать обрабатываемые заготовки различной формы, симметричной относительно оси. Различное количество кулачков и многовариантность конструкции обеспечивают универсальность патронов. Однако существуют детали, размещение которых неудобно в патронах. К ним относятся детали, несимметричные относительно оси: рычаги, корпуса, шатуны и т. д. Для них используются специальные приспособления, в том числе и планшайбы.

вид сзади (крепление к шпинделю cam lock)

Планшайба для универсальных токарных станков имеет вид стального или чугунного диска с фланцем для фиксации на шпиндель. На передней стороне находится базовая поверхность для крепления заготовки или оснастки, канавки служат для предварительной выверки заготовки. Также имеется несколько радиальных пазов, для осуществления фиксации заготовки во время обработки. Сзади могут располагаться ребра жесткости. Планшайба базовой поверхностью садится на коническую или цилиндричекую посадку шпинделя, фиксация производится в зависимости от типа торца шпинделя. При использовании планшайбы производителем обговаривается максимально допустимая скорость вращения планшайбы.

Виды и назначения

Кулачки подразделяют на следующие виды:

  • прямые (детали закрепляются с наружной стороны);
  • обратные (крепление с внутренней стороны детали);
  • накладные или «сырые кулачки» (фиксация деталей с большим диаметром);
  • сборные (рейки, с закаленными накладными кулачками).

Прямые

Для зажима деталей чаще всего используются прямые кулачки. У каждого из них имеются две ступени для крепления деталей «на разжим» и по одной призме, работающей «на сжим».

Рабочие площадки ступеней кулачков, в которые упирают торцы обрабатываемых деталей, служат для устранения торцевого биения последних.

Посредством прямых кулачков крепятся детали:

  • малоразмерные (поверхностью призм – за внешнюю сторону детали);
  • крупноразмерные (как правило, полые заготовки – поверхностью ступеней).

Обратные

Обратные кулачки по своей конструкции, являются противоположностью прямым и применяются для крепления «на сжим» внешней стороны деталей больших диаметров.

Наружную поверхность обратных кулачков можно использовать для устройства дополнительной крепящей базы, работающей «на разжим» внутренней поверхности заготовки.

Накладные

Изготавливаются непосредственно токарями из сталей или цветных металлов без дополнительной термической обработки, в связи с чем, ещё именуются «сырыми кулачками». Крепятся к рейкам (поставляются в комплекте к патрону), что устанавливаются вместо прямых или обратных кулачков.

Накладные («сырые кулачки») выполняются соразмерно формам заготовок для обеспечения высокой точности центрирования.

Сборные

Сборные кулачки (универсальные, составные) состоят из двух частей:

  • нижняя – та же рейка с гребёнками (движется по спиральному диску);
  • верхняя – накладка (со стандартной закалкой рабочей зоны).

Накладки, это кулачки – перевертыши (прямые — обратные). Отличаются от накладных или «сырых» кулачков тем, что подвергаются обязательной термической обработке.

Чтобы поменять вид, достаточно выкрутить по два болта на каждом «перевертыше», развернуть его же нужной стороной и этими же болтами закрепить на рейке.

Универсальность сборных кулачков позволяет сократить подготовительное время обработки детали, при необходимости частой смены прямых на обратные и наоборот.

Этот вид кулачков вызывает погрешность из-за переустановки «перевертышей» и по этой причине применяются в токарных патронах, диаметром от 250 мм и более. Величина относительной погрешности здесь не так существенна, зато трудозатраты на переустановку снижаются в разы.

Основные советы и рекомендации

У любого опытного токаря существует несколько своих секретов по оптимальному процессу расточки кулачков токарного патрона. Чаще всего работают следующие рекомендации:

  • когда мастер делает выточку на кулачках, он должен их раздвинуть на 2/3 от максимального вылета;
  • зажимная шайба должна устанавливаться на максимально близкое расстояние к торцам кулачков;
  • при расточке кулачков, кольцо, которое зажимается в выточке должно быть максимально жестким.

Эти тонкости необходимо знать, чтобы расточка была эффективной и достигла нужного результата.

Если кулачки токарных станков не растачивать, то это приведет к биению патрона, а затем и к поломке основных узлов. Важно соблюдать все этапы данной операции и помнить, что патрон в любом случае придется демонтировать.

ГОСТы, которые регулируют параметры кулачков для токарных патронов

Основные документы, которые описывают размеры и другие параметры кулачков токарных, — ГОСТ 1654-86, ГОСТ 2675-80, ГОСТ 3890-82 и ГОСТ 24351-80. В стандартах прописаны материалы изготовления патронов и кулачков для них, а также разрешенные уровни допусков. Кроме того, в ГОСТ 1654-86 дается информация о маркировке патронов и кулачков.

В частности, на самих патронах указывают:

  1. обозначение и класс точности патрона;
  2. товарный знак предприятия-изготовителя;
  3. заводской номер и год изготовления патрона;
  4. номер пазов.

А на токарных кулачках указывают:

  1. номера, соответствующие номерам пазов;
  2. допустимую частоту вращения;
  3. максимальные размеры закрепляемой детали;
  4. суммарную силу зажима.

Как поставить кулачок в корпус патрона?

Чтобы заменить один комплект кулачков другим на токарном патроне, следует ввести в паз корпуса вначале кулачок с цифрой 1 на корпусе (или одной точкой, намеченной керном). Когда после вращения большой шестерни первый выступ кулачка войдет в спиральную канавку, можно будет вводить в следующий паз кулачок с цифрой 2, а затем в последний паз кулачок с цифрой 3.

Если сборка была выполнена правильно, все кулачки, доведенные вращением большой шестерни до центра, должны плотно касаться друг друга в токарном патроне. О неправильной сборке свидетельствует следующая ситуация: патрона касаются только два кулачка, а третий находится на расстоянии от остальных. В этом случае нужно вывести все кулачки и ввести их снова по схеме, описанной ранее.

Порядок установки

Перед его установкой , следует тщательно проверить состояние поверхностей шпинделя и патрона. Поверхности не должны иметь забоин, царапин, заусениц и загрязненных мест.

Выявленные дефекты устраняются точечно надфилем, или шабером.Следует проверить биение торца и конуса посадочной базы шпинделя, которое не должно превышать трёх микронов.

Как снять резьбовой патрон с 1к62

Завести в него металлический прут или трубу диаметром около 20 мм. зажать её кулачками. С напарником взявшись с двух сторон за прут, или при помощи подъёмных механизмов, через монтажную петлю, переместить патрон на монтажную подставку закрепленную на суппорте станка.

Как снять резьбовой патрон с 1к62

Направляющую установить в задней бабке. Патрон следует сместить перекатыванием к оси шпинделя.

Продольной подачей переместить его к фланцу шпинделя так, что бы шпильки патрона не доходили до посадочных отверстий порядка 10 мм. В станке следует установить нейтральную скорость для свободного вращения шпинделя.

Заднюю бабку с полностью убранной пинолью подать вперед к патрону так, что бы направляющая зашла на всю ширину призм кулачков и зафиксировать заднюю бабку.

Читать также: Вальцовочные станки для листового металла

Как снять резьбовой патрон с 1к62

Зажать кулачки патрона для переноса тяжести на направляющую. Совместить шпонку на фланце шпинделя с посадочным отверстием. Поворотную шайбу выставить в положение открытых отверстий. Пинолью подать патрон вперед до упора.

Убедившись, что все гайки шпилек вышли с обратной стороны фланца шпинделя, повернуть поворотную шайбу в замкнутое положение. Зажать верхнюю гайку с усилием достаточным для переноса веса патрона на шпиндель. Распустить кулачки и отвести заднюю бабку назад. Обжать гайки по правилу крест на крест равномерно распределяя усилие между шпильками.

После завершения монтажа, патрон следует проверить на осевое и торцевое биение. В случае превышения норм, следует его снять и внимательно продефектовать все сопрягаемые части этого узла.

Видео: монтаж легкого патрона на резьбовом креплении.

2.1. Эксплуатация трехкулачкового патрона токарного станка

Виктор Леонтьев. 13 апр. 2014 г. Из курса «Токарное мастерство»

  • Суть и значение центрирования на токарном станке
  • Обзор токарных патронов и их элементов
  • Разборка патрона
  • Сборка патрона с посадкой «на фланец»
  • Сборка патрона с конусно-торцевой установочной базой1
  • Кулачки патрона
  • Съем и установка кулачков
  • Ключи для патрона
  • Пользование патроном
  • Смазка внешнего механизма патрона

Полезные ссылки по теме. Дополнительная информация

Конструкция станка

Все узлы станка, схема которого приведена на рисунке 14, смонтированы на станине

из
серого литейногочугуна
. Станина оснащена
горизонтальными призматическиминаправляющими
. В
передней тумбе
смонтирован
электродвигатель
главного привода станка. В
задней тумбе
находится бак для хранения
смазочно-охлаждающей жидкости
и
насосная станция
для её подачи в зону резания.

В передней бабке

– полый вал, на котором размещаются приспособления для крепления заготовки (патроны, центра, планшайбы и т.д.)

коробка скоростей

, с помощью которой производят
ступенчатую
регулировку скорости вращения шпинделя. Панель управления коробки скоростей выведена на лицевую панель передней бабки.

На лицевой стороне станины находится коробка подач

, которая позволяет осуществлять
ступенчатую
регулировку движением
продольного
и
поперечного суппортов
.

С левой торцевой стороны станины расположена гитара сменных
зубчатых колёс
, которые переставляются при настройке станка на нарезание различных видов резьбы.

По направляющим станины перемещается продольный суппорт

, который обеспечивает
продольную подачу резца
. На продольном суппорте размещена
поперечная каретка – поперечный суппорт
, который обеспечивает
поперечную подачу резца
. На поперечном суппорте расположен
верхний поворотный суппорт
. С его помощью резец можно устанавливать под любым
углом к оси заготовки
. На нём же смонтирован
четырёхпозиционный резцедержатель
, в котором одновременно закрепляются
четыре резца
.

Рисунок 14 – Токарно-винторезный станок 1К62

1 – передняя тумба; 2 – станина; 3 – коробка подач; 4 – гитара сменных колёс; 5 – панель управления; 6 – передняя бабка; 7 – продольный суппорт; 8 – поворотный суппорт с резцедержателем; 9 – поперечный суппорт; 10 – фартук; 11 – задняя бабка; 12 – станина

Из коробки подач выходят ходовой валик

и
ходовой винт
, последний используется при нарезании точных резьб. Вращательное движение ходового валика и ходового винта в
фартуке
, закреплённом на продольном суппорте, преобразуется в
поступательное движение суппортов
.

Читать также: Какие бывают линейки названия

Задняя бабка

находится на правой стороне станины и перемещается по её направляющим. В
пиноли задней бабки
устанавливается задний (подвижный
) центр или инструмент для обработки отверстий
.
Корпус
задней бабки может
смещаться
в поперечном направлении относительно её основания, что необходимо при обтачивании
наружных конических поверхностей.

Демонтаж патрона

Порядок демонтажа зависит от способа фиксации патрона на валу электродрели или станка. Существует два вида крепления – резьба и конус Морзе. Резьбовой крепление применяется в ручных инструментах, патрон навинчивается на вал и фиксируется стопорным винтом. Следует учесть, что резьба на винте является левосторонней и раскручивать необходимо по часовой стрелке. В маркировке патронов присутствует обозначение резьбы, например М13 для метрической или UNF-1/2 для дюймовой.

Конус Морзе чаще всего применяется на сверлильных станках, но нередко данный тип фиксации применяется и в ручном инструменте. Определить его можно по маркировке патрона – литера В и максимальный диаметр сверла, например В12.

Чтобы снять резьбовой патрон в первую очередь максимально раздвиньте лепестковые фиксаторы патрона для доступа к стопорному винту с левосторонней резьбой.

Дальнейшие действия:

  • Подготовьте рожковый ключ под размер гайки на валу дрели.
  • Зафиксировав гайку, открутите винт по часовой стрелке. При необходимости зафиксируйте патрон в тисках и нанесите несколько ударов по винту через стальной стержень. Это облегчит вращение винта.
  • Далее открутите патрон по часовой стрелке. При необходимости приложения больших усилий используйте шестигранный ключ.
  • В крайнем случае, зажмите патрон в тисках как указано на рисунке ниже, зафиксируйте в головке вороток и нанесите по нём удары.

После очистки и смазки патрон устанавливается в обратной последовательности. При установке стопорного винта нанесите немного краски на резьбу.

Для станков и дрелей с конусом Морзе существуют специальные съёмники. Старые модели можно разобрать, подбивая клин с разных сторон или путем легких ударов по торцу. Для облегчения процесса, на несколько часов можно смазать вал керосином или проникающей смазкой.

Оцените статью
Рейтинг автора
4,8
Материал подготовил
Максим Коновалов
Наш эксперт
Написано статей
127
А как считаете Вы?
Напишите в комментариях, что вы думаете – согласны
ли со статьей или есть что добавить?
Добавить комментарий