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.
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
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.
Освобождение патрона
После всех работ производится снятие оправки.
Важно знать! Данное приспособление должно быть подвержено частой разборке с целью смазки и чистки кулачкового механизма! Если патрон находится в съёмном состоянии, то его необходимо подготовить к хранению. Для этого кулачки сводят к центру, это обеспечивает сохранность центрирования, а отверстие в центре должно быть заткнуто чистой тряпкой или другим материалом. Это предотвратит попадание пыли на стенки отверстия.
Видео обзоры
Видео обзор установки на станок:
Видео обзор, разборка, чистка, полировка:
Видео обзор токарного патрона из дерева:
Видео обзор самодельного, токарного патрона из дерева (дешёвый вариант):
Источник
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.
Источник
Инструменты
Качество и производительность работы любого оборудования зависит напрямую от состояния его оснастки. Особенно важно точно, быстро и надежно закреплять заготовки на аппаратах с ЧПУ и станках, что работают в составе ГПС. Для сокращения времени на расположение заготовки на станке, а также увеличения надежности и точности ее крепления широко применяются патроны для токарных станков.
Содержание:
Особенности токарного патрона
Токарный патрон – это неотъемлемая часть комплекса оборудования при проведении токарных работ. Эта конструкционная деталь предназначается для закрепления штучных заготовок и пруткового материала на токарно-винторезных, шлифовальных, револьверных и токарных станках, а также металлообрабатывающем оборудовании. С помощью токарного патрона вы можете фиксировать заготовки самых разнообразных размеров. Заготовки крепятся за внутреннюю плоскость его отверстия, наружную поверхность или наружную поверхность для вала.
Токарные патроны с механизированными приводами позволяют уменьшать вспомогательное время, необходимое на установку заготовки на оборудование и снятие её после проведения обработки, чем увеличивают производительность труда. С другой стороны эти изделия повышают точность обработки, так как обеспечивают координацию заготовок относительно рабочих органов токарного станка и их надежное крепление, которое исключает деформацию или смещение при обработке.
Одними из известнейших мировых производителей токарных патронов по дереву в Европе выступают Rohm (Германия), Bison-bial (Польша), а также некоторые отечественные заводы технической оснастки, инструментов и станочных узлов. Эта продукция достаточно дорогостояща, но сегодня просто невозможно представить производство без использования токарных патронов.
Принцип работы токарного патрона
Использование токарного патрона должно совершаться в закрытом помещении и при отсутствии агрессивных веществ, провоцирующих коррозию. Стяжные болты перед началом работы затягивают до максимума гаечным ключом, затем токарный патрон закрепляют на станке, все болты затягивают с гайками и запускают токарный станок. Нужно учитывать, что устанавливаются для начала малые обороты для проверки значений торцевого и радиального биений токарного патрона на холостом ходу.
Для крепления изделий на токарных станках широко используются двух- и трехкулачковые патроны, реже — четырехкулачковые. Для крепления и удержания деталей токарный патрон в себе содержит кулачки, количество которых изменяется от 2 до 6. При этом токарные патроны бывают с независимым передвижением кулачков и с непосредственным закреплением кулачков на фланцевый конец шпинделя. Зависимо от способа крепления токарного патрона к станку, выделяют следующие виды крепления: на фланцевый конец шпинделя, через переходной фланец, непосредственно на сам шпиндель токарного станка.
Центрирование заготовки в патронах достижимо благодаря одновременному перемещению зажимающих кулачков в радиальном направлении. Кулачки токарного патрона передвигаются одновременно при помощи диска, у которого имеются на одной стороне пазы в виде архимедовой спирали коническое зубчатое колесо, которое сопряжено с тремя прочими, на другой. Ключом в движение приводится одно колесо, при этом тоже поворачивается диск и перемещает равномерно все кулачки. От направления вращения диска будет зависеть то, приблизятся ли к центру патрона кулачки (зажимается заготовка) или удалятся от него (освобождается заготовка).
Сила зажима в механизированных патронах создается гидравлическим или пневматическим цилиндром, который размещается на заднем конце шпинделя. Через центральное отверстие шпинделя цилиндр соединяется тягой с механизмом патрона, который осуществляет передвижение кулачков, что зажимают установленную заготовку в патрон.
Сжатый воздух или жидкость во вращающийся цилиндр во время обработки попадает при помощи специального устройства под названием муфта. Как правило, передвижение кулачков от механизированного привода доходит до 5—10 миллиметров, поэтому конструкция токарного патрона в любом случае позволяет быстро переналадить изделие при переходе от обработки между партиями заготовок.
Для повышения точности крепления заготовки при выполнении чистовой обработки принято использовать накладные незакалённые кулачки, что растачиваются на станке под определенные габариты установочных баз заготовки. Основными кулачками с этой целью зажимают короткую оправку для выбора зазоров во всех сопряжениях, а после этого рабочие поверхности накладного кулачка растачивают на самый большой диаметр базовой поверхности детали.
Конструкция незакаленных кулачков и их крепления при помощи сопряжения вида ласточкин хвост позволяет накладные кулачки устанавливать с точностью до 0,02 миллиметра и избежать следующего их растачивания.
Для быстрой переналадки между типоразмерами заготовки требуются универсальные незакаленные кулачки, это достигается путем поворота в определенное положение круглых или шестигранных головок накладных кулачков, которые закреплены на основных кулачках и расточены на нужный диаметр. Заготовки большого диаметра закрепляются в таком патроне с обратным размещением ступеней кулачков.
При возникновении необходимости обработки двух похожих поверхностей принято использовать незакаленные кулачки, погрешность крепления заготовок в которых может уменьшаться до 0,03—0,05 миллиметров. Заготовки типа валов, что имеют большую длину, можно устанавливать в токарный патрон, который имеет поджим заднего центра.
Токарный патрон своими руками
Вы познакомились с устройством и основными видами токарных патронов, а сейчас вашему вниманию представляется вариант самодельного токарного патрона для станка по дереву. Основной рабочей деталью патрона является эластичная втулка, что имеет диаметр 6 миллиметров. Необходимо использовать втулки двух типов — полиуретановые и резиновые, в качестве которых вы можете взять обрезки уплотняющих жгутов.
Накидную гайку нужно сделать из латуни или бронзы. Можно использовать для этой цели и сталь, но у бронзовых гаек меньше трение. Пятачок можете выполнить из любого материала, даже можно взять дюраль. Корпус выточите из стали. В его хвостовике должно присутствовать внутреннее отверстие или резьба — это зависит от устройства хвостовика вала того аппарата, на которое предстоит установить патрон.
Резиновая втулка и корпус — в патроне самые ответственные детали. От того, насколько точно они изготовлены, зависит, будет ли сверло, зажатое в патрон, «бить». Для снижения вероятности «биения» сверла обе детали изготовьте в определенной последовательности. Выточите корпус патрона на станке за одну установку. Подобный прием позволит обеспечить с определенной точностью соосность центрального отверстия и хвостовика под втулку.
Корпус патрона после механической обработки останется в шпинделе токарного станка. Внутрь патрона вставьте заготовку эластичной втулки и слегка подожмите ее через пятачок накидной гайкой. В заднюю бабку станка вставьте сверло диаметром 1 миллиметр и рассверлите зажатую втулку. Таким методом целесообразно сделать в запас несколько втулок.
Если вы не имеете возможности застопорить при зажатии сверла вал сверлильного устройства, нужно сделать на корпусе самодельного патрона для токарного станка лыски под гаечный ключ, чтобы можно было накидную гайку туго затянуть. В токарный патрон вы можете зажимать сверла, что имеют диаметр от 0,8 до 1,2 миллиметров. Для сверл другого диаметра отверстия в гайке и втулке необходимо сделать другими.
Главное отличие данного патрона кроется в том, что эластичная втулка будет зажимать весь хвостовик сверла, а чтобы установить стандартное сверло в патрон Вербового рекомендуется его хвостовик обрезать. Отверстие под эластичную втулку выполните не в гайке, а в корпусе патрона, оно должно быть максимально приближенным к зажимающему устройству шпинделя станка. Это значительно увеличивает при монтаже точность центрирования сверла.
Теперь вы знаете, для чего нужны токарные патроны, и какую функцию они выполняют при работе на токарном станке. К тому же совсем не сложно изготовить токарный патрон своими руками. Для этого нужно, прежде всего, определиться со средой использования изделия и строго следовать нашим инструкциям.
Источник
