Конструкция и ее элементы
Токарный патрон относится к технической оснастке станка, служит для фиксации заготовок на шпинделе. Его применение гарантирует точное центрирование и перпендикулярность оси обработки. В современном производстве токарные патроны являются обязательными элементами оснастки металлообрабатывающих станков любого типа: ручной, полуавтоматический, автоматический с ЧПУ.
Для изготовления токарных патронов используют легированную сталь прочностью больше 500 МПа и чугун не менее СЧ-30.
Базовая конструкция кулачкового патрона включает:
- ключ;
- пружину;
- шестерню, втулку и стопор для крепления ключа;
- фланец
- спиральный диск;
- корпус с кулачками.
Токарные патроны дополняют кулачками разного типа: прямые, обратные, накладные (прямой, обратный, мягкий).
По конструкции различают несколько видов патронов:
- Рычажный. Фиксация осуществляется за счет смещения кулачков с зажимами под действием духплечевого рычага. Отличается сложностью настройки. Используется преимущественно для черновой и получистовой обработки.
- Клиновый. Модифицированная версия рычажного патрона. Каждый кулачок оснащен собственным пневмоприводом, что повышает точность позиционирования. Используют для обработки заготовок сложной формы. С помощью клинового токарного патрона можно зафиксировать заготовку со смещением относительно центра, создать равномерное усилие зажима каждого кулачка.
- Мембранный. Фиксация выполняется за счет упругих мембран, что повышает точность зажима. Усилие прижима осуществляется при отключении гидропривода, в результате – мембрана расширяется. Применяют для чистовой обработки заготовок на малой скорости вращения, т.к. устройство обладает большим количеством компонентов зажима при умеренном усилии сжатия.
Основные характеристики и назначение
Патроны для токарных станков разделяют на механические, автоматические и с электроприводом. Последние мало распространены, т.к. отличаются высокой ценой, сложной конфигурацией и частыми поломками.
При выборе токарного патрона нужно учитывать основные технические параметры:
- Количество кулачков – влияет на то, какой тип заготовки можно закрепить, можно ли установить несколько заготовок.
- Диаметр патрона. Учитывают наружный размер детали, диаметр присоединительного пояска, особенности отверстий крепежа.
- Диаметр отверстия, расположенного в корпусе токарного патрона. Учитывают при обработке прутков большой длины.
- Максимально допустимое значение частот вращения.
- Параметры металлической заготовки.
Виды токарных патронов
Механические патроны классифицируют на:
- Цанговые;
- Кулачковые;
- Подводковые.
Цанговые токарные патроны
Конструкция цанговых патронов отличается от кулачковых. По сути, патрон представляет собой втулку, разделенную на лепестки. Посадочное отверстие выполнено в виде круга, квадрата или шестигранника. Изделия применяют для обработки небольших заготовок.
Цанговые патроны отличаются по типу цанг:
- Зажимные. Оборудованы пружинящими лепестками.
- Подающие. В корпусе сделаны 3 плотно прижатых друг к другу лепестка, концы лепестков поджаты.
Альтернативой классическим цанговым токарным патронам являются:
- Сверлильные патроны для сверления отверстий;
- Термопатроны. Похожи на цанговые, но для фиксации применяют горячую посадку;
- Гидропатроны. Фиксация осуществляется под давлением жидкости, которую подают через отверстия в патроне.
Подводковые токарные патроны
Подводковые патроны применяют для обработки валов. Имеют форму диска с 4-мя пазами и резьбовой втулкой. При использовании прямого хомутика в патрон вставляют передвижной штырь, который закрепляют гайкой в пазу крепежного элемента.
Изделия позволяют выполнять обработку заготовок крупным металлообрабатывающим инструментом со стороны подводка.
Кулачковые токарные патроны
Кулачковые патроны отличаются надежностью конструкции, доступной ценой и простой использования. Базово изделия классифицируют на самоцентрирующиеся (с 3 кулачками) и не самоцентрирующиеся (4-6 кулачков).
Кулачковые патроны имеют классификацию по количеству кулачков. Именно прижимные элементы и их количество определяют возможности использования изделия для обработки заготовок.
- Двухкулачковые. Применяют для фиксации небольших заготовок асимметричной формы.
- Трехкулачковые. Являются самоцентрирующимися. С их помощью можно закрепить круглые и шестигранные заготовки.
- Четырехкулачковые. Имеют независимое крепление зажимов. Используют для прямоугольных и квадратных заготовок, ассиметричных деталей.
- Шестикулачковые. Создают минимальное усилие зажима, поэтому применяются для тонкостенных заготовок и деталей сложной формы.
Кулачковые патроны можно разделить и по типу зажима кулачков:
- Прямые. Создают зажим по наружной поверхности
- Обратные. Обеспечивают зажим по внутреннему отверстию.
ГОСТ 1654-86 регулирует деление токарных патронов по классу точности:
- A – особо высокий;
- В – высокий;
- П – повышенный;
- Н – нормальный.
Размеры токарных патронов
Размеры патронов определяет их вид и конфигурация. Например, наиболее востребованными на производстве являются трехкулачковые патроны. Их размер регулирует ГОСТ 2675-80. Согласно ГОСТу, есть 10 типоразмеров, зависящих от диаметра: 80, 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 630 мм.
Рабочим диаметром патрона считают наружный размер с учетом расположения отверстий для крепежа и диаметра присоединительного пояска. Посадочным размером считают внутренний диаметр отверстия в центре изделия.
Таблица размеров трехкулачковых патронов
Маркировка и обозначения
Маркировка определяет основные характеристики токарного патрона. Маркировку наносят на лицевую часть оснастки, указывают в паспорте изделия.
Обозначения, прописанные в ГОСТ 2675-80:
- Класс точности;
- Количество зажимов;
- Диаметр патрона;
- Размеры;
- Тип крепления на шпиндель;
- Исполнение зажимов.
Система обозначений параметра патрона состоит из 8 цифр и дополнена буквой, определяющей класс точности. У патронов иностранного производства применяются другие обозначения.
Маркировка отличается в зависимости от производителя, поэтому для правильного чтения нужна документация производителя.
Типы крепления токарных патронов
Для крепления токарных патронов применяют планшайбы и фланцы, которые устанавливают на шпиндель станка. Применение таких креплений позволяет добиться универсальности использования патронов.
Варианты крепления:
- С пояском и фиксацией с помощью вспомогательного фланца;
- С креплением через переходной фланец на конце шпинделя под поворотную шайбу;
- С креплением через фланец на конце шпинделя (устаревшая конструкция, сейчас не используется).
Действующие ГОСТы
Параметры российских токарных патронов регулируют следующие документы:
- ГОСТ 1654-86 – параметры токарных патронов общего назначения;
- ГОСТ 2675-80 – параметры трехкулачковых самоцентрирующихся патронов;
- ГОСТ 14903-69 – двухкулачковые патроны самоцентрирующиеся;
- ГОСТ 3890-92 – четырехкулачковые патроны;
- ГОСТ 16157-70- мембранные патроны.
Популярные производители
В каталоге ТКТ представлены токарные патроны от европейских и азиатских производителей, положительно зарекомендовавших себя на рынке станочной оснастки.
Среди наиболее востребованных брендов:
Как выбрать токарный патрон
Выбирая патрон для токарного станка, учитывайте:
- Тип патрона (цанговый, подводковый или кулачковый);
- Количество кулачков и их исполнение;
- Наружный диаметр патрона;
- Посадочный диаметр;
- Предельную частоту вращения шпинделя;
- Особенности заготовок.