Характеристики цангового патрона для фрезерного станка

Особенности конструкции цанговых патронов

Конструкция зажимного патрона включает гайку для зажима и набор цанг. Главное отличие оснастки данного вида от быстрозажимных патронов состоит в том, что в первом случае нет необходимости в использовании дополнительных приспособлений, поэтому цанговый патрон еще называют самозажимным. Широкое применение патроны получили при оснащении токарных станков по причине своей простоты и надежности при эксплуатации.

С помощью цангового патрона производится фиксация сверл, фрез и метчиков, имеющих хвостовики с небольшим диаметром. В этом случае сам инструмент крепится в сменную цангу, она же вставляется в патрон и закручивается гайкой. При этом происходит вдавливание патрона внутрь, его деформация и обжимание инструмента.

Цанговые патроны SK40 7:24, DIN 2080 (цанга ER, DIN 6499)

Разновидности зажимных приспособлений

Исходя из типа конструкции, различают такие виды патронов:

• втягиваемые;
• выдвижные;
• с неподвижными цангами.

Также патроны классифицируют и в зависимости от назначения:

1. Подающий патрон – это втулка из стали, прошедшей закалку. Конструкция имеет вид пружинящихся лепестков, образованных из трех надрезов и прижатых друг к другу концами. Обязательно соответствие формы и габаритов разрезов самому профилю прутка. Такой вид цанги устанавливается на специальную подающую трубу путем навинчивания, затем труба подвергается так называемому осевому перемещению и передвигает размещенный в ней пруток с помощью кулачков (в некоторых моделях движение производится от гидромеханического привода).

При произведении загрузки оборудования пруток «пропихивается» через лепестки подающего патрона, при этом процессе лепестки постепенно раздвигаются и силой своей упругости прижимают изделие к поверхности прутка. Во время движения подающей трубы эти лепестки сжимаются под влиянием силы трения и увеличивают таким образом сцепление при подаче прутка.

Имеет такой вид патрона и свои минусы: различный диаметр хвостовика предполагает подбор отдельных цанг. Но, невзирая на это, использование подающего патрона очень распространено.

Чаще всего можно встретить патроны с цангами типа ER.

1. Зажимной патрон имеет вид стальной втулки с пружинистыми лепестками, количество которых определяется в зависимости от диаметра предназначенной для обработки детали. При величине этого параметра до 3 мм достаточно цанги с 3 лепестками, если диаметр не превышает 80 мм – подойдет патрон с 4-мя лепестками, а вот для изделий, у которых диаметр превышает 80 мм, используется патрон с 6-ю лепестками. Вершина конуса патрона в угле равна 30 градусам. Для увеличения сцепления уменьшают просвет прорезей в процессе втягивания цанги внутрь патрона.

Для крепления деталей с маленьким диаметром выбирают зажимные цанги разъемного типа, т.е. кулачки у них разводятся посредством пружин. Иногда цанга может иметь вкладыш сменного типа, форма и размеры которого подбираются в зависимости от форм и размеров прутка.

Виды токарных патронов, область их применения и особенности эксплуатации

Фиксация заготовки в токарном станке для ее дальнейшей обработки происходит с помощью токарного патрона. Этот элемент оборудования может иметь различную конструкцию, которая определяется функциональностью и технологическими требованиями.

Назначение и особенности эксплуатации

Токарные работы характеризуются высокой скоростью вращения детали. Поэтому к патронам предъявляются особые требования. Они устанавливаются на переднюю шпиндельную бабку станка, которая соединена с электродвигателем посредством коробки передач и раздаточной коробки.

Для выбора оптимальной модели необходимо знать основные технические характеристики, которыми обладают токарные патроны. Они во многом зависят от токарного станка, а также перечня выполняемых операций на нем. Поэтому методика выбора должна быть комплексной.

Существуют следующие эксплуатационные и технические параметры, согласно которым подбираются токарные патроны для станков:

• конструкция. Определяет способ фиксации заготовки, количество зажимных элементов, их расположение и возможность установки нескольких деталей;
• рабочие диаметры. К ним относятся наружный, присоединительного пояска, а также расположение и размеры крепежных отверстий;
• характеристики обрабатываемого изделия. Диапазон размеров: максимальный и минимальный диаметр (наружный и внутренний) в зависимости от способа крепления — на прямых или обратных кулачках. Учитывается максимально допустимая масса заготовки;
• диаметр отверстия в корпусе. Оно предназначено для установки прутка;
• пределы частот вращения токарного патрона.

Изделия этого класса относятся к сложным технологическим конструкциям. Для их изготовления применяются несколько типов материалов. Корпус делается из чугуна специальной марки, не ниже СЧ-30. Остальные компоненты изготавливаются из инструментальной стали, у которой предел прочности не может быть меньше 500 МПа.

Характеристики шероховатости патронов зависят от конкретного компонента. Так, для передней цилиндрической части этот показатель не может быть более 0,8. Рабочие поверхности обладают шероховатостью до 1,6.

Классификация токарных патронов

Цанговые

Этот тип крепежного элемента представляет собой втулку, в которой находится несколько осевых прорезей. В них расположены фиксирующие лепестки, количество которых различно и может составлять от 3-х до 6-ти штук.

Конструктивно токарный патрон этого типа состоит из подающей цанги, в которой находится втулка с разрезами, формирующими лепестки. Для фиксации заготовки устанавливается цельная зажимная цанга с лепестками пружинного типа. Для увеличения показателя сцепления происходит смещение цельной цанги относительно заготовки и лепестков.

Область применения токарных патронов цангового типа для станков:

• заточка сверл и фрез;
• обработка металлических прутков;
• использование для крепления заготовки с обратной поверхностью.

К недостаткам этого типа сверлильных патронов можно отнести относительно небольшие максимальные диаметры деталей, а также невозможность обрабатывать заготовки с большой массой.

Если конфигурация поверхности заготовки не соответствует размерам цангового патрона – необходимо применять специальные выравнивающие вкладыши.

Рычажные

До недавнего времени были самыми популярными типами креплений в токарных станках. Принцип действия основан на смещении кулачков с зажимами посредством движения двуплечего рычага. Для оптимизации настройки в конструкции есть гидропривод.

Главной характеристикой патронов этого типа является количество фиксирующих кулачок и степень их смещения на рабочем диске. Настройка положения заготовки является сложным процессом. В особенности если необходима нестандартная обработка.

Способы переналадки токарного патрона этого типа:

• одновременное смещение кулачков с помощью ключа. Он устанавливается в прорезь регулирования гидравлического привода;
• регулировка каждого кулачка в отдельности. Эта операция требует много времени и не каждая конструкция токарного патрона рычажного типа имеет такую функцию.

В процессе работы может наблюдаться незначительный люфт детали во время ее вращения. Поэтому рычажные фиксирующие компоненты станка применяются в основном только для черновой обработки.

Клиновые

Эта модель токарного патрона представляет собой усовершенствованную конструкцию вышеописанного рычажного механизма. Для обеспечения большей точности для каждого кулачка есть свой пневматический или механический привод.

Подобная конструкция применяется для выполнения точных операций по токарной обработке. Преимуществом ее эксплуатации является возможность смещения центра заготовки относительно оси вращения. Таким образом можно изготавливать детали сложной формы.

К особенностям работы с клиновыми токарными патронами можно отнести следующие факторы:

• сложность настройки;
• высокая точность выставляемых параметров, низкий процент погрешности обработки;
• надежность фиксации за счет равномерного распределения усилия давления на каждом кулачке.

Для токарных станков с блоком ЧПУ важна возможность быстрой перенастройки. Поэтому в подобном оборудовании используются специальные модели зажимных устройств, подключаемые к блоку управления.

К материалу изготовления клиновых патронов предъявляются особые требования. Зачастую обработка происходит на высоких оборотах, поэтому свойства фиксирующего устройства не должны измениться во время выполнения этого процесса.

Мембранные

Наиболее высокими показателями точности фиксации обладают мембранные модели токарных патронов. Мембраны из упругого материала крепятся к фланцу. После установки заготовки отключается гидропривод и деталь крепится с помощью расширения мембраны.

Для этой модели фиксирующего устройства характерно большое количество кулачков и низкая степень зажима. Поэтому мембранные патроны в основном используются для чистовой обработки, выполняемой на низких скоростях.

В видеоматериале показан пример установки и эксплуатации:

stanokgid.ru

Назначение цанговых патронов

Основным предназначением цангового патрона является фиксация обрабатываемой детали, особенно это актуально при небольшом диаметре изделия. Если профиль детали не подходит по форме входному отверстию патрона, дополнительно применяют сменные картриджи из набора.

Приспособления, предназначенные для автоматов продольного точения, имеют некоторые отличия по сравнению с обычным цанговым патроном. При этом возможно одновременное использование специальных цанг и обычных зажимных патронов.

Преимущество зажима деталей при помощи цанговых патронов заключается в том, что такое изделие отлично центрируется. Самозажимные патроны могут работать без ключей, в отличие от быстрозажимных .

Некоторые путают цанги для фрезерного оборудования со стандартными кулачковыми патронами. Различие состоит в том, что кулачковый патрон применяется для фиксации сверл с разными размерами и диаметрами, а цанговые патроны подходят лишь для зажима фрезы с определенным диаметром хвостовика. Визуально наборы цанг практически идентичны, поэтому перед использованием обязательно нужно убедиться в соответствии размеров. При этом по диаметру отличаются именно сами цанги, в то время как размеры гаек одинаковы.

Извлечение цангового патрона из гайки производится достаточно легко, поэтому одна гайка может использоваться с целым набором патронов.

Патрон цанговый для фрезерного станка: виды, специфика работы цанги зажимной

Абразивный и режущий инструмент в металлообрабатывающих станках играет основную роль в процессе обработки заготовок. Качество зависит от характеристик приспособления, и насколько прочно он прикреплен.
В качестве данного приспособления выбирают цанговый патрон, отличающийся разнообразием вариаций, типоразмеров в зависимости от вида хвостовика, разновидности станка.

Принцип действия цанговых патронов

Цанговый патрон фиксирует резцы, осевые заготовки на фрезерном, оборудовании, станках с ЧПУ, где требуется крепление с высокой точностью и минимальным биением оси. Независимо от размеров, типовой принадлежности все разновидности цанговых патронов функционируют по следующему принципу:

• самозажимной закручивающийся механизм давит на торец цангового патрона;
• поддаваясь нажатию, цанга перемещается в конусообразный проем, что приводит к смыканию лепестков, которые являются рабочей частью детали;
• сомкнутые лепестки цанги крепко удерживают заготовку или хвостовик инструмента.

Благодаря креплению данного типа элемент надежно удерживается, отлично цитируется. Чтобы снять цангу, самозажимную гайку откручивают настолько, чтобы уменьшить давление на инструмент, после чего заготовку извлекают из крепления. Для затяжки, откручивания применяется обычный накидной ключ.

Конструктивные особенности

Структура любого цангового патрона включает в себя следующие элементы:

• корпус, с помощью которого устанавливаются зажимы на фрезеры. Выполнен из специальных твердых сплавов, не подвергающихся механическим повреждениям, деформации;
• зажимную гайку, надежно фиксирующую заготовку патроном, не позволяя ей смещаться, вибрировать;
• цангу, выполненную в виде втулки, в которую входит торец фрезы. В процессе завинчивания гайки заготовка равномерно, прочно обжимается, за счет чего происходит ее надежная фиксация.

Преимущества и недостатки

Существует несколько преимуществ, отличающих цанговый патрон от других видов зажимных механизмов:

• фиксация режущего инструмента по всей площади. При закручивании гайки цинга равномерно, одинаково прочно фиксирует большую площадь хвостовика, благодаря чему достигается снижение вибрации при работе с заготовкой. Боковая нагрузка не влияет на положение оси инструмента, за счет чего обеспечивается его отличное центрирование. С помощью цанговых патронов качественно обрабатываются металлические заготовки, в случае работы с мелкими деталями точно соблюдаются параметры изделия;
• совместимость с множеством видов фрез. многофункциональность конструкции корпуса позволяет в работе со всевозможными механизмами заменять только режущую часть. Для этого достаточно открутить гайку, вручную установить цангу необходимого диаметра. Такая особенность значительно упрощает производственный процесс;
• минимальные вибрации зафиксированной части во время рабочего процесса. Дрожание внутреннего конуса по отношению к внешней торцевой части составляет 0,005-0,010 мм.

Из недостатков отмечена необходимость подбора цанг под разный диаметр хвостовика установленной детали или инструмента.

Виды и особенности

В зависимости от области применения, конструктивных особенностей механизма, цанговые патроны разделяются на несколько видов:

• ER цанги. С двумя точками зажима и сквозным отверстием, наиболее часто используемый вид;
• для метчиков. С пазом квадратной формы, компенсирующих ось;
• сквозные и глухие. Первые обрабатывают детали неограниченной длины, вторые подходят для заготовок ограниченного размера, например, заготовок, у которых один конец запаян;
• с одной и двумя участками зажима. Второй вид, по сравнению с первым, более надежно фиксирует деталь за счет удержания в двух точках оси.

Фиксаторы цанговых патронов бывают двух типов:

• зажимные. Втулка изготовлена в виде нескольких пружинящих, соответствующих размеру крепежа, лепестков. Трехлепестковая втулка предназначена для обработки заготовок диаметром до 0,3 см, четырехлепестковые — от 0,3 до 8 см, шестилепестковые — для деталей более 8 см в диаметре;
• подающие. Цанга из стали оснащена тремя продольными канавками, образующими лепестки со сближающимися окончаниями. Хорошо пружинящая особенность конструкции предполагает легкую установку, надежное удерживание заготовки необходимого диаметра в патроне. В процессе работы подающий механизм с накрученной цангой начинает двигаться, что способствует еще более плотному сближению лепестков.

Подающий тип патрона является более надежным, но требует наличия специального ключа для фиксации. Зажимные типы применяют в тех случаях, когда необходима частая замены фрез во время работы.

Как правильно выбрать зажимные цанги?

Чтобы правильно подобрать инструмент и избежать в дальнейшем определенных трудностей, при выборе учитывают некоторые характеристики цанги:

• способ крепления к шпинделю — непосредственная установка либо накручивание на резьбу с помощью переходника;
• количество, материал, форма кулачков;
• размеры фланцев;
• вид сплава, из которого выполнен элемент в зависимости от типа предстоящих работ.

Не рекомендуется приобретать инструмент неизвестного производителя, так как подобные инструменты не отличаются высоким качеством, долгим сроком службы.

Сферы применения

Фиксирующий инструмент со сменными цангами используется на различного типа станках, где требуется надежное крепление резцов, осевых заготовок, сверл и т. д.:

• фрезерные ЧПУ станки с обрабатывающим центром;
• фрезерное оборудование вертикального, горизонтального типа;
• оборудование сверлильной, расточной, фрезерной групп.

Применение вспомогательных переходников для фиксации обрабатываемых заготовок снижает надежность производственного процесса, а также уровень безопасности. Универсальные патроны с пружинными лепестками оптимизируют работу оператора, так как для замены фрез, метчиков достаточно просто развести цангу, вставить деталь в патрон.

Цанговые наборы

Патроны с набором сменных цанг предназначаются для зажима осевых заготовок и резцов на фрезерном, токарном, сверлильном оборудовании и станках с ЧПУ. Все цанги работают по одному принципу, различие состоит лишь в размерах и видах цанг.

На рынке предлагаются разнообразные наборы цанг от отечественных и зарубежных производителей, однако все они изготавливаются в соответствии с ГОСТом или DIN. Особенно популярны цанговые наборы, имеющие маркировку ER, OZ и ER – они могут использоваться для обычных станков и оборудования с ЧПУ.

По функциональности комплекты цанговых патронов ничем не отличаются, а вот наполнение может быть различным. К примеру, в один комплект могут входить 18 цанг, другой же набор содержит 23 приспособления. Производственные предприятия приобретают комплекты, необходимые под конкретный станок, частному мастеру достаточно будет минимального набора.

Цанговые патроны SK30 7:24, DIN 2080 (цанга ER, DIN 6499)

Как правильно выбрать цанговый патрон

Первое, на что необходимо обратить внимание при выборе цангового патрона – это тип шпиндельного крепления, поскольку зажим может крепиться непосредственно на сам шпиндель, накручиваться на резьбу либо устанавливаться через переходник.

Вторым условием идет размер фланца (диаметр пояска для присоединения или параметры конуса Морзе) – не имея представления об этих параметрах, невозможно подобрать патрон.

Далее – количество кулачков: наборы могут включать две, четыре или шесть штук. Цена на цанговые наборы будет варьироваться в зависимости от количества кулачков, их формы и используемого для изготовления материала (крепеж может выполняться из твердосплавного или мягкого металла в зависимости от предназначения).

Как уже говорилось ранее, обязательно нужно проверит соответствие параметров насадок диаметру хвостовика.

Цанговый патрон: устройство, конструкция, принцип работы и действия зажима

Цанговый патрон — это разновидность токарных патронов. Они удерживают деталь во время ее обработки на огромной скорости. Существует несколько видов для разных форм детали, видов обработки и назначения. Цанговый патрон в отличие от быстрозажимных (БЗП) не требует дополнительных приспособлений: шпилек, винтов или стопоров. Поэтому второе его название — самозажимной. Это простое и надежное устройство получило широкое распространений в оснащении токарных станков. Самый расхожий тип цанги — ER.

Виды зажимных патронов

В токарных, сверлильных и фрезерных станках по металлу используются патроны с механическим или ручным зажимом 2-х, 3-х или 4-х кулачковые. Самоцентрирующиеся 2-х кулачковые применяются при изготовлении фасонных отливок. В 3-х кулачковые крепят шестигранные и круглые болванки с конусом Морзе. А при обработке несимметричных, прямоугольных или прутков удобнее 4-х кулачковые наборы.

Все зажимные делятся на следующие категории:

• рычажные;
• цанговые;
• сверлильные (быстрозажимные, БЗП);
• клиновые;
• гидропатроны;
• мембранные;
• термопатроны;
• 3-кулачковые;
• 4-кулачковые.

Патрон сверлильный самозажимной используется на универсальных или специальных токарных станках. Их устройство позволяет сильнее перенести усилие зажима при крутящем моменте значительно меньшем, нежели спиральные патроны. Конструкция выполняется из закаленной стали и набор кулачков из такого же металла.

В комплект поставки входит набор крепежных болтов и кулачков. Нередко патроны, идущие в набор к сверлильному или фрезерному станку, достаточно быстро ломаются, так как сделаны из некачественного металла. Квалифицированный токарь своими руками может сделать новый.

Принцип работы цангового патрона

Патроны с набором сменных цанг используются для крепления осевых заготовок и резцов на фрезерных, токарных, сверлильных станках, оборудовании с числовым программным управлением (ЧПУ). Существует множество размеров и видов цанговых патронов, которые работают по одному принципу. Самозажимная гайка подает давление на торец цанги, которая передвигается в конусный проем, диаметр ее уменьшается за счет сдавливания, крепко удерживая хвостовой конец Морзе резака. Чтобы изъять резак или деталь свинчивается гайка, давление уменьшается и цанга разжимается.

Преимущество цанговых патронов перед иными в малых радиальных биениях заготовки, установленной в такое зажимное устройство. Закрепленная в самозажимном патроне, деталь отлично центрируется. В отличие от быстрозажимных (БЗП), используемых в дрелях, самозажимные работают без ключей, которые часто теряются.

Обычно такие крепления используют для обработки втулок, цилиндрических деталей с хвостовиком Морзе, прутков. Очень удобны они для вторичного крепления уже обработанной детали. Если профиль детали не соответствует форме входного отверстия патрона, используются сменные картриджи из набора.

Конструкция цангового патрона

мини-дрель с набором цанг
Патрон состоит из зажимной гайки и набора цанг. Есть с выдвижной, втягиваемой или неподвижной цангой. По назначению цанги могут быть зажимными или подающими.

Подающая цанга — втулка из закаленной стали с 3 надрезами, формирующими своего рода лепестки с направленными в центр концами и пружинящие. Отверстие подающей цанги должно быть таким, чтобы заготовка плотно зажималась. Подающая цанга накручивается на вращающийся подающий шток, который подает заготовку, используя гидромеханический или кулачковый механизм. Во время установки заготовки в патрон ее конец Морзе задвигается между лепестками, разводя их. Под влиянием упругости лепестки плотно прижимаются к заготовке. Сцепление увеличивается во время обработки за счет сил трения.

Цельная зажимная цанга — это втулка с лепестками, пружинящими при воздействии. Для работы деталей диаметром менее 3 мм используются трехлепестковые цанги, от 3 до 80 мм — четырехлепестковые, более 80 мм — шестилепестковые. Сцепление увеличивается за счет уменьшения просвета прорезей во время втягивания цанги внутрь патрона.

Разъемная зажимная цанга — применяется для крепления деталей самого маленького диаметра. Кулачки такого патрона раздвигаются с помощью пружин. Разъемные цанги могут комплектоваться вкладышами на смену, их вид и габариты зависят от характеристик заготовки.

В цанговых патронах крепят и металлообрабатывающий инструмент (сверла, метчики, фрезы) с малым поперечником хвостовика Морзе. Резец закрепляется сменной цангой, дополнительно укрепляемой гайкой. Во время завинчивания гайки цанга утапливается внутрь, а будучи упругой, крепко зажимает хвостовик Морзе. Минус этого вида патрона в том, что под каждый диаметр резца необходима своя цанга.

В станках продольного точения самозажимной патрон используется для крепления обрабатываемой мини-заготовки. Устройство таких цанг несколько отличается от обычных. Вместе с ними для крепления заготовки могут применяться и обычные инструменты для зажима конуса Морзе.

Как выбрать цанговый патрон

Первое условие при выборе самозажимного патрона — крепление к шпинделю. Зажим может устанавливаться прямо на шпиндель, через переходник или накручиваться на резьбу.

Размер фланца: диаметр пояска для присоединения или параметры конуса Морзе. Не зная параметров конца фланца, патрон не подберешь.

Количество кулачков: в наборе может быть два, четыре, шесть. Цена изделия зависит от количества, формы и металла. В зависимости от вида работ можно приобрести крепеж из твердого сплава металла или мягкого.

Как самостоятельно сделать патрон

процесс изготовления цангового патрона
Для выполнения работ по дереву, мягким металлам и пластмассам, домашнего изготовления печатных плат подойдет мини-дрель небольшой мощности, сделанная своими руками. Проще всего оснастить ее уже готовым мини-самозажимным креплением из ручки или карандаша. Но если таковых под рукой нет, мини-цангу совсем несложно сделать своими руками. Необходимы: паяльник, стальная проволока толщиной 1 мм, припой.

Ход работ:

• из проволоки сворачивается спираль диаметром равная диаметру вала электродвигателя и сверла, с которым предстоит работать;
• спираль пропаивается, высокое качество соединений обеспечивается паяльным флюсом или КФЭТ;
• спираль надевается на вал и мини-цанга готова.

Видеоролик о том, как квалифицированный токарь по металлу сделал своими руками самозажимной патрон:

stanokgid.ru