Планшайба для токарного патрона: назначение, описание, виды

Патрон токарного станка своими руками

Токарные станки даже в наше время играют огромную роль в производстве тех или иных деталей. Все комплектующие и вся оснастка на любых станках меняется со временем, так как поддаётся изнашиванию.
Все эти элементы оборудования должны быть качественными и прочными, так как качество готовой продукции целиком и полностью зависит от качества установленных деталей. Так и патрон токарного станка. Именно без этого элемента станок становится бесполезным. Ниже мы разберём всё, что касается этого элемента токарного станка. Начнём с того, что узнаем, что это за деталь.

Чертеж трехкулачкового рычажного патрона

На чертеже изображен трехкулачковый самоцентрирующийся рычажный патрон для токарных станков. Диапазон диаметров зажимаемых деталей прямыми кулачками: 55-200 мм; обратными кулачками: 150-280 мм. Новокаховский политехнический колледж Одесского национального политехнического университета. Кафедра: Технология машиностроения. Специальность: Основы обработки материалов резанием.
Технічна характеристика 1 Висота корпусу над фланцем, мм 175 2 Діаметр затискаємої деталі для прямих кулачків, мм: найменший 55 найбільший 200 для зворотніх кулачків, мм: найменший 150 найбільший 280 3 Найбільше тягове зусилля приводу, Н 34500 4 Хід штоку, мм 16 5 Хід кулачків при максимальному переміщенні штоку, мм 12

Состав: Сборочный чертеж, Спецификация, Расчет приспособления

Софт: Компас V12, CDW

Автор: RezZn0r

Дата: 2013-02-27

Просмотры: 55 853

612

Добавить в избранное

Общие понятия

Патрон является одной из главных элементов токарного оборудования. Именно за счёт него производится крепление (установка) будущей заготовки. Крепится он на переднюю бабку с коробкой скоростей. Механизм патрона заключается в кулачковом устройстве.

Предназначение

Именно такая часть станка имеет самую важную миссию в любой обработке заготовки. За счёт кулачкового механизма, который расположен внутри самого патрона, заготовка зажимается и центрируется. Происходит это за счёт одновременного сужения кулачков вокруг плоскости заготовочной детали. После зажатия заготовки производится зажатие заготовки пинолем, расположенным на задней бабке. Когда эти действия сделаны, запускается станок и осуществляется вращение детали, которую можно обрабатывать.

Разновидность

В наше время различают токарные патроны по наличию крепёжных элементов (кулачков). Этих видов всего три:

Двух кулачковые

Такие патроны способны закреплять в себе сложные, несимметричные и фасонные детали. В таких патронах есть возможность закреплять не подверженные обработке поверхности. Применяются они при маленьком производстве, а также в серийном.

Трёх кулачковые

Такой вид оснащения является самым распространённым и применяется во всех работах. Позволяет обработать круглые и шестигранные детали. В таком виде патрона используют три разных кулачка. В не зависимости от этого производится центрирование заготовки вместе с зажиманием всех трёх кулачков.

Четырёх кулачковые

Такой вид применяется для обработки заготовок прямоугольной формы. Здесь, на каждый кулачок, размещён отдельный механический узел, который делает независимыми все кулачки.

Виды кулачковых патронов

Но разновидности патронов не заканчиваются тремя видами. Их также разделяют по механизму фиксации заготовки:

Цанговые

Состоят из втулки с прорезями, в которой расположены лепестки (различные модификации включают от 3 до 6 лепестков). Эти лепестки выполняют роль кулачков.

Клиновые

Такая разновидность оснастки используется в основном на станках с числовым программным управлением. Крепление заготовки производится с помощью 3-х кулачков, которые располагаются на пологом шпинделе.

Рычажные

В данных патронах расположены ползуны, с помощью которых передвигаются кулачки путём усилия рычагом. Такой вид используется при мало серийном производстве, а также для обработки единичной заготовки.

Мембранный вид

В данном случае используется пневмопривод, с помощью которого производится сжатие мембраны. Такой вид используется только при тонкой обработке, для снятия тоненького слоя стружки.

Сверлильные

Такие патроны схожи по принципу с патронами для ручных дрелей. При закручивании гайки, специальным ключом, кулачки плавно выдавливаются. За счёт такого действия происходит зажатие детали, либо инструмента.

Термопатрон

Этот вид приспособления очень неудобен в своей эксплуатации. Связано это с тем, что при креплении заготовки, производится термическое нагревание самого патрона, такие же действия производятся при снятии инструмента.

Гидропатрон

Аналогичный принцип действия, как в термопатроне. Зажатие детали производится за счёт жидкости, которая под давлением сдавливает кулачки. За счёт жидкостного содержимого в патроне, производится дополнительное гашение вибраций, которые возникают при работе.

Конструкция

Конструкция кулачкового токарного патрона

Рассмотрим элементы конструкции, из которых состоит сам токарный патрон:

Применяется для осуществления действий по зажиманию детали.

Пружина

Позволяет за счёт ключа совершить те или иные действия по зажиманию детали и наоборот.

Втулка

Производит свободный проход ключа.

Стопор

Предотвращает откручивание детали во время работы станка.

Шестерня

Передаёт вращательное движение на спиральный диск.

Фланец

Деталь, на которой закрепляется вся конструкция.

Диск спиральный

За счёт вращательного движения шестерни, этот диск приводит в действие кулачки.

Кулачок обратный

Применяется для зажима заготовки с внутренней стороны.

Кулачок прямой

Применяется для зажима заготовки с наружной стороны.

Корпус

Элемент детали, на которой располагается кулачковый механизм.

Кулачки накладные

Для зажима длинных и коротких деталей имеющих большие диаметры.

Каждая из деталей всего механизма выполняет определённую функцию и не является лишней.

Сборка по чертежам

Чертёж трёхкулачкового патрона

Сборка кулачкового патрона для токарного оборудования производится по схемам, которые можно скачать с просторов интернета и распечатать на принтере. Как правило, заводские патроны стоят больших денег и поэтому многие научились делать такие детали самодельными. Конструкцию они имеют простую, но довольно понятную. Перед началом сборки этого приспособления необходимо полностью понять весь механизм патрона и работы кулачкового механизма. Если нет возможности сделать такие элементы своими руками, то их можно заказать у любого токаря. Это будет стоить недорого.

Сборка начинается с фланца, на котором располагаются все необходимые отверстия для креплений. Следом за ним постепенно устанавливаются все детали механизма, которые завершаются накрыванием корпусом и креплением болтами всего патрона

Как установить патрон на токарный станок?

Установка патрона на токарный станок может осуществляться несколькими методами, все зависит от конкретной вида этого элемента, с которым вы будете иметь дело.

Существует два вида крепления патрона на шпинделе токарного станка:

Резьбовое крепление применяется на малых станках с легкими видами патронов, фланцевое на средних и тяжёлых станках.

Если он лёгкий, достаточно легко устанавливается на станке без посторонней помощи, то тяжёлые (более 20 кг) устанавливаются при помощи вспомогательных подъёмных механизмов, или в паре с напарником. Рассмотрим порядок установки на токарный станок именно тяжелого патрона с фланцевым креплением.

Для установки тяжелого патрона необходимо подготовить два приспособления для монтажа.

монтажная подставка;
направляющая.

Монтажная подставка изготавливается из доски толщиной приблизительно 50 мм. Ширина равная 1,5 ширины устанавливаемого патрона, длина подставки L- соответствует ширине станины- B и радиусу -D.

К низу подставки крепятся брусочки. Через вертикальные сквозные отверстия, подставка болтами крепится к подвижному люнету суппорта станка. Подгонка подставки по высоте осуществляется толщиной брусков.

Между подогнанной до упора люнеттой с прикрепленной к ней подставкой и ещё установленным на станке патроном, зазор должен составлять 1-3 мм.

Направляющая представляет из себя цилиндрический вал диаметром 25-40 мм., с хвостовиком в виде конуса морзе не менее третьего номера. Длина цилиндрической части направляющей, равная 1,5-2,0 ширины устанавливаемого патрона.

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.

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.

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.

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.

Патрон токарного станка своими руками

Все эти элементы оборудования должны быть качественными и прочными, так как качество готовой продукции целиком и полностью зависит от качества установленных деталей. Так и патрон токарного станка. Именно без этого элемента станок становится бесполезным. Ниже мы разберём всё, что касается этого элемента токарного станка. Начнём с того, что узнаем, что это за деталь.

Общие понятия

Предназначение

Разновидность

В наше время различают токарные патроны по наличию крепёжных элементов (кулачков). Этих видов всего три:

Двух кулачковые

Трёх кулачковые

Четырёх кулачковые

Виды кулачковых патронов

Цанговые

Клиновые

Рычажные

Мембранный вид

Сверлильные

Термопатрон

Гидропатрон

Конструкция

Конструкция кулачкового токарного патрона

Рассмотрим элементы конструкции, из которых состоит сам токарный патрон:

Применяется для осуществления действий по зажиманию детали.

Пружина

Позволяет за счёт ключа совершить те или иные действия по зажиманию детали и наоборот.

Втулка

Производит свободный проход ключа.

Стопор

Предотвращает откручивание детали во время работы станка.

Шестерня

Передаёт вращательное движение на спиральный диск.

Фланец

Деталь, на которой закрепляется вся конструкция.

Диск спиральный

За счёт вращательного движения шестерни, этот диск приводит в действие кулачки.

Кулачок обратный

Применяется для зажима заготовки с внутренней стороны.

Кулачок прямой

Применяется для зажима заготовки с наружной стороны.

Корпус

Элемент детали, на которой располагается кулачковый механизм.

Кулачки накладные

Для зажима длинных и коротких деталей имеющих большие диаметры.

Каждая из деталей всего механизма выполняет определённую функцию и не является лишней.

Сборка по чертежам

Чертёж трёхкулачкового патрона

Установка

Установка кулачкового патрона

Установка производится следующим образом и в строгой последовательности:

Установка оправки

Первым делом устанавливается эта деталь, чтобы обеспечить полноценное одевание патрона.

Установка самого патрона на шпиндель

При помощи оправы, надевается на шпиндель и крепится болтами.

Закрепление

Крепится патрон на шпиндель болтами. В данном случае хорошим помощником будет простой рожковый ключ.

Закрепление заготовки

После установки патрона, в него закрепляется деталь, заготовка или инструмент.

Виды и назначение планшайб

Многие ошибочно полагают, что этот предмет становится универсальным способом решить любую задачу по обработке нетипичных деталей. Но на проверку, этот переходник очень строго специализирован. Другими словами, для работы с определенной категорией форм нужен свой ряд дисков.

Разумеется, один вариант вполне способен работать сразу с целой сферой схожих деталей по габаритам. Но специфика все равно остается весьма явной. Соответственно, существует целый ряд различных переходников, которые отличаются по:

Назначению.
Структурным параметрам.
Креплению планшайбы.
Даже материалам производства.

Поэтому следует всегда под рукой иметь целый набор, который подразумевает различное назначение. Причем некоторые из них бывают и самодельными. И не только потому, что экономия – это отличное решение. Есть и более прозаические причины. Какие-то неожиданные вариации могут просто отсутствовать на рынке или в ассортименте ближайшего поставщика. Об изготовлении подобного инструмента мы поговорим ниже. А сейчас перейдем непосредственно к видовому разнообразию.

Диск с Т-образными пазами

Конструкция имеет поверхность, на которой и располагаются углубления. И крепление в итоге производится с помощью винтов. Это, пожалуй, один из самых универсальных типов. Видов продукции, которая без труда устанавливается на такую оснастку – огромное количество.

Количественный фактор пазов тоже изменяется. Чем их больше, тем большее широкое назначение подразумевается. Еще на стадии изготовления параметры диска легко адаптируются под текущую ситуацию. Таким образом, этим методом чаще всего и пользуются.

Это неплохой вариант, как планшайба для фрезерного станка. Впрочем, как уже обозначалось, использование допускается самое разнообразное.

Со сквозными пазами

Универсальный выбор для обработки металла. Подходит и для дерева, но преимуществ меньше. Главное отличие – наличие сквозных пазов. Их величина и частота определяются задачей. Обычно все отверстия располагаются по окружности, на определенном радиусе. И порой попадаются модели, где паз сплошной, представляет собой непрерывный полукруг.

Установка производится с помощью винтов. Часто сама деталь напрямую обратной стороной ставится на диск. Если для этого есть соответствующие отверстия уже у самого продукта, разумеется.

В большинстве случаев на поверхности переходника ставятся иные механизмы. Они позволяют разнообразить ассортимент фиксаторов, с которыми сможет взаимодействовать диск и увеличить сцепляющие возможности.

С отверстиями

У всей линейки видов в данной категории есть одна общая черта – углубление в центре. Ведь с его помощью сам диск «садится» на патрон. Соответственно, используется резьба. А вот остальные отверстия располагаются под уже определенный регламент. Какая линия продукции подразумевается к работе, столько и будет пазов. Используются круглые, овальные, удлиненные варианты.

Есть отличия в том, чем крепится заготовка в планшайбе. Фиксироваться в объекты могут не только на винты, но и на прихваты, что в значительной мере расширяет вариативность.

Поводковые

Когда подразумевается размещение детали между центрами, передача крутящего момента от вала на изделие обеспечивается как раз таким видом дисков. Они снабжены специальным углублением вдоль всей своей окружности, которая призвана удержать хомут. Он же опоясывает будущее изделие, становится чем-то вроде муфты.

Помимо этого для фиксирования на диске располагаются разные отверстия, обычно Т-образного формата. Их точное количество варьируется в свободном диапазоне. По сути, поводковая планшайба не обладает строгими параметрами в этом плане, все зависит от цели.

С наличием угольника

Дополнительный переходник часто имеет форму угла. Он крепится к дисковой части, освобождая пустую плоскую поверхность с другой стороны. На нем и располагается заготовка. Смысл этого дополнительного элемента в снижении механического фактора для объекта. Соответственно, его следует использовать, если продукция уязвима, имеет мягкие части, тонкие участки.

Чтобы устойчивость была максимальной, важно установить фиксацию не только в одной точке поверхности, а выбрать как минимум три. Допустимо и больше, все зависит от характеристик используемого материала. Также логично использовать дополнительные крепежи. Например, если форма тонкая и удлиненная, то подойдет особый переходник. Назначение патрона трезубца планшайбы как раз в работе с длинными деревянными конструкциями с плоским основанием.

Универсальные и специальные

Учитывая тот факт, что описанных вариаций разных моделей уже получилось много, производители часто стараются свести к минимуму их разнообразие. Поэтому создают наборы универсальных переходников. Их суть заключается в минимизации затраченного материала. То есть, производится один базовый диск, который с помощью приспособления становится любым из описанных выше. На него устанавливаются фиксирующие элементы, зубцы.

Получается нечто в стиле отвертки с основанием и десятком насадок. Нужна плоская – легко, понадобилась крестовая – еще проще.

А специальные – это изготовленные под конкретную партию по особому чертежу шайбы, которые будут бесполезны на другом производстве.

Разновидности

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.

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.

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:

Установить их, сопоставив с отверстием токарного патрона.
Осуществить зажим кольца так, чтобы оно могло двигаться свободно.
Понадобятся два резца: один для расточки канавок, а второй – для разработки плоскостей.
Начиная с низких оборотов следует найти оптимальный режим вращения.
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.

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).