Патрон токарный для деревообрабатывающего станка

Характеристики патрона для токарного станка

Точность и качество обработки на токарном станке во многом зависит от установленного патрона. Патрон для токарного станка по дереву обеспечивает закрепление заготовки штучного или пруткового типа и передает основное движение резания.

Обработка с высокими скоростями резания требует от патрона высокой точности центрирования и надежности крепления заготовки.

Характеристика и виды патронов для токарного станка по дереву

Токарный станок – сложный механизм. И одной из его рабочих частей является токарный патрон.

Эти детали имеют несколько разновидностей под каждую конкретную задачу. Сегодня мы рассмотрим патроны для работы по дереву.

tok_pat_derevo-1

Все о патронах для токарных станков

Быстрое развитие металлообрабатывающей промышленности было бы невозможно без совершенствования станков. Они определяют скорость шлифования, форму и качество.

Токарный патрон прочно удерживает заготовку, обеспечивает требуемое усилие зажима и точность центрирования. В этой статье рассматриваются основные нюансы, касающиеся выбора.

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.

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.

Разновидность

Патроны отличаются по конструкции в зависимости от функционального и технологического назначения.

Классифицируют токарные патроны по нескольким признакам:

  • Способ крепления к станку: на фланец шпинделя, с использованием переходного фланца, прямо на шпиндель станка.
  • Установка кулачков: с независимым перемещением, с установкой непосредственно на фланце шпинделя.
  • Принцип закрепления заготовки: ручной, механизированный (с гидравлическим или пневмоприводом).

Ручное закрепление заготовки

Использование механизированного привода снижает затраты вспомогательного времени на установку и закрепление заготовки. Привод обеспечивает точное положение заготовки и центрирование при установке, такой механизм способствует повышению точности обработки.

Токарные патроны имеют разное количество кулачков. Они могут быть 2, 3 и 4 кулачковыми. Кулачки находятся в непосредственном контакте с заготовкой при работе, удерживают ее в одном положении. Бывают прямые и обратные.

Дерево (заготовка) фиксируется за наружную поверхность или отверстие для деталей в виде тел вращения, за наружные грани крепятся призматические детали.

Патрон является сложным технологическим изделием, сборной конструкции. При изготовлении сборочных единиц используются различные материалы. Корпус выполняется из серого чугуна марки СЧ 30. Материалом для деталей служит инструментальная сталь с высоким пределом прочности и термической обработкой. Шероховатость на рабочих поверхностях не выше 1,6.

Виды токарных патронов

В зависимости от методов токарной обработки применяют различные виды токарных патронов. Они классифицируются по следующим признакам:

  • количеству фиксирующих элементов (кулачков);
  • способу крепления;
  • классу точности;
  • применяемому приводу.

Способ крепления заготовок определяется количеством применяемых кулачков. Самые простое устройство патрона токарного станка имеет только два кулачка. Такое количество позволяет обрабатывать детали небольших размеров. Трёхкулачковый токарный патрон чаще применяется при обработке круглых или шестигранных деталей. Его крепёжное приспособление позволяет достаточно легко производить центровку закреплённой заготовки. Он позволяет производить не только надёжную фиксацию, но и центровку. Четырёхкулачковый патрон обеспечивает хорошую фиксацию несимметричных или квадратных изделий.

Трехкулачковый патрон

Кулачковый патрон, обладающий шестью зажимами, является самоцентрирующим. Он удобен для работы с изделиями, имеющими тонкие стенки. Большое количество кулачков позволяет равномерно распределять давление на поверхность заготовки. По способу зажима кулачков применяется прямой или обратный метод.

Первый метод (прямой) обеспечивают зажим по наружной поверхности. Второй производит зажим по внутреннему отверстию. Зажимной патрон с обратным расположением кулачков позволяет обработать всю поверхность закреплённой детали без её перестановки.

Современный стандарт устанавливает следующие классы точности. Они обозначаются заглавными буквами в следующем порядке:

  • особо высокая «А»;
  • высокая «В»;
  • повышенная «П»;
  • нормальная «Н».

Цанговый патрон

Цанговые конструкции изготавливаются трёх разновидностей: выдвижной, втягиваемый или неподвижный. Каждый из видов обладает своими преимуществами, которые позволяют решать круг поставленных задач.

Основные характеристики

Патроны различаются по своему строению, функционалу и рабочему предназначению. Всего выделено несколько признаков, по которым происходит классификация патрона:

  • Метод крепежа к станку – на шпиндель станка, на фланец шпинделя станка, или через переходный фланец.
  • Установка кулачков – прямая установка на фланец шпинделя, или же установка с независимым перемещением.
  • Вариант крепежа обрабатываемого предмета – метод ручной фиксации или механика (пневматический или гидравлический привод).

Агрегатные элементы изготавливаются из обработанной закалённой стали, иногда из чугуна. Каждый из них различается по конструктивным особенностям и сфере применения.

По ГОСТ 1654-86 всего выделено 4 (четыре) класса рабочей точности — А — (особо высокая), В — (высокая), П -(повышенная) и Н — (нормальная).

Также данный элемент станка различается по количеству кулачков (от 2 до 6), метод крепежа (внешняя или внутренняя поверхность), структура и сборка (накладные, разборные или целостные), станочный привод (механический или ручной).

Принцип работы и особенности

Патрон ставится в универсальный или узкоспециализированный станок. Нужен он для монтажа элементов на оси шпинделя. Они дают надёжный захват заготовочного предмета, и заодно улучшают зажим при высоких оборотах.

tok_pat_derevo-2

Эксплуатируются в чистом сухом месте, все химические жидкости, провоцирующие коррозию, удаляются для сохранности патрона. Затем перед работой все стяжные болты закручиваются до упора гаечным ключом. Следующее действие — это крепёж патронного элемента в токарный агрегат, болты затягиваются гайками и включают станок.

Для того чтобы закрепить заготовку на станке, чаще всего применяют патрон с двумя или тремя кулачками. При этом есть детали с независимым движением кулачков.

Эти самые зубцы двигаются вместе в радиальную сторону, за счёт чего происходит удержание заготовки в зоне обработки.

Кулачки перемещаются посредством диска, который на одной своей части имеет пазы «архимедова спираль», а с другой стороны, находится коническое зубчатое колесо, взаимодействующее с остальными колёсами.

tok_pat_derevo

Через ключ начинает двигаться первое колесо, а заодно начинает работу диск, который одновременно двигает кулачки. Если они движутся ближе к середине патрона, то заготовка сжимается, если же наоборот, отдаляются, то заготовка освобождается.

Цанговый вид

Закрепить быстро и надежно цилиндрическую деталь на токарном станке поможет цанговый патрон. Во время первой установки могут возникнуть трудности, специалисту следует изучить инструкцию, а также технический паспорт изделия.

Цанга, являющаяся основным элементом конструкции, представляет собой втулку с продольными осевыми прорезями. За счет прорезей формируются упругие зажимные лепестки. Они служат кулачками при зажиме заготовки. Их количество варьируется от 3 до 6 в соответствии с диаметром втулки. Цанга помещается в корпус с зажимной гайкой.

Установленную во втулку заготовку равномерно обжимают лепестки за счет давления гайки на конус, который создает сжимающее усилие. Заготовка получает жесткую фиксацию, а радиальное биение почти отсутствует.

Патрон цангового типа рассчитан на длительный период эксплуатации, а количество закреплений-снятий не регламентируется. Мастеру необходимо выработать принцип работы на станке, с помощью которого коэффициент полезного действия будет оптимальным. Современные агрегаты легко поддаются настройке, многие мастерские предлагают услуги по установке такого оборудования.

воскресенье, 12 марта 2020 г.

Как сделать патрон для станка по дереву

Сегодня я продолжу тему самодельного токарного станка и оснастки к нему.

Давно я не снимал видео на эту тему. И сейчас, пока видео еще готовится, я решил написать данную статью.

Я уже поднимал тему патрона в этой статье: Самодельный токарный патрон.

В моей мастерской работает 2 токарных станка по дереву и еще один в процессе изготовления.

О большом станке я говорил в одном из старых видео:

— — А о втором (настольном) уже подробно рассказывал в этом видео: — —

Для обоих станков я сделал достаточно много оснастки. Это и планшайбы, и разного рода трезубцы и приводные муфты,

Классификация

В зависимости от конструктивного исполнения токарные патроны бывают:

  • рычажные;
  • самоцентрирующиеся;
  • клиновые;
  • цанговые;
  • мембранные.

Основные размеры и обозначения

В принятой системе стандартов указаны подробные данные для каждого типа токарного патрона. В ней приведены размеры каждого элемента. В таблицах приводятся основные параметры: диаметр фланца, размер и форма кулачков, диаметр внутреннего отверстия в корпусе, размер отверстий и способ крепления, допустимая частота вращения. Расчёт токарного патрона производится на основании требований, указанных в техническом задании на станок.

Основные параметры можно определить по принятой маркировке. Она установлена единой системой обозначений. Она включает восемь цифр. Завершается обозначение строчной буквой. Цифры указывают на следующие размеры:

  • количество кулачков;
  • внешний диаметр изделия;
  • основные размеры, установленные стандартами;
  • способ (тип) крепления к шпинделю;
  • форму кулачков.

Обозначение токарных патронов

Например, маркировка 3-200.33.14 П позволяет установить следующее. Изделие имеется три кулачка. Наружный диаметр равен 200 мм, тип исполнения по стандарту равен 33. Он имеет модификацию номер 14 и повышенный класс точности «П».

Разновидности

Токарные патроны различаются по функциям и технологическому назначению:

  1. По вариантам крепления к станку: на сам шпиндель, на его фланец, с использованием переходного фланца.
  2. По вариантам установки кулачков: непосредственно на фланец шпинделя или с независимым перемещением.
  3. Закрепляется заготовка вручную или механически.
  4. Также патроны могут быть 2. 3 и 4-х кулачковыми.

Также в зависимости от конструкции патроны делятся на:

  • рычажные;
  • клиновые;
  • цанговые;
  • самоцентрирующиеся;
  • мембранные.

Обзор производителей

На современном рынке большой популярностью пользуются немецкий Rohm и польский Bison-Bial, которые также имеют заводы по производству технического оборудования, инструментов и станочных узлов. Хотя они очень дороги, производство чего-либо без токарных патронов теперь просто немыслимо.

А также большой популярностью в СНГ пользуются патроны белорусского производителя «Белмаш».

Планшайбы

Планшайба – круглая металлическая пластина с отверстиями для крепления саморезами, монтируется на вал станка посредством резьбы или болтов. Различаются диаметром, наличием либо отсутствием зубцов и дополнительных крепёжных элементов. Используется для точения тарелок, чаш и других подобных изделий. Часто изготавливается своими руками. Работа с планшайбой продумывается так, чтобы часть древесины, в которую вкручиваются шурупы, впоследствии была удалена.

Планшайба для 4-кулачкового патрона

Самоцентрирующийся вид

Заготовка центруется в патроне за счет одновременного перемещения кулачков, что характерно трехкулачковому самоцентрирующемуся патрону. Синхронное перемещение всех кулачков обеспечивается за счет вращения диска, на торце которого сделаны пазы по спирали Архимеда.

С противоположной стороны диска нарезано коническое зубчатое колесо. Оно входит в зацепление с тремя малыми кончиками. При повороте ключа приводится во вращение малое зубчатое коническое колесо, находящееся в зацеплении с диском.

Диск начинает вращение и перемещает кулачки, вставленные в пазы спирали. Изменением направления вращения производится сведение или разведение кулачков от центра. Сведение или разведение кулачков сопровождается зажимом или отжимом заготовки.

В патронах с механизированным приводом усилие зажима обеспечивает гидроцилиндр или пневмоцилиндр, установленный с задней стороны шпинделя. Шток цилиндра соединяется посредством тяги с механизмом перемещения кулачков в патроне. Тяга проходит через центральное отверстие в шпинделе. Перемещение поршня в одну или другую сторону означает, что заготовка зажимается либо освобождается.

Как сделать своими руками?

Заранее продумайте, как изделие будет закрепляться на станке, и, если нужно, изготовьте или купите резьбовую втулку. После этого можете продолжить.

На имеющейся пластине наметьте окружность и две оси, проходящие через ее центр и пересекающиеся под углом 90 градусов.

Вырежьте лобзиком лицевую панель по метке, и хорошо отшлифуйте ее.

Вдоль полученной оси вырезаются пазы в нескольких сантиметрах от центра и в двух-трех сантиметрах от края.

Распилите угол на четыре равные части, и просверлите отверстие в каждой стороне сверлом одного размера.

Нарежьте резьбу M8 во второй угловой планке, и вкрутите болт.

Установите резьбовую втулку для монтажа на вал.

Закрепите кронштейн на лицевой панели с помощью болтов и шайб.

Последним шагом патрон устанавливается на токарный станок.

Для закрепления заготовки в этом самодельном патроне угол перемещается и фиксируется затягиванием гайки, и, наконец, заготовка зажимается винтом, вкрученным в резьбу.

С какими проблемами можно столкнуться?

При изготовлении патрона важно соблюдать точность центрирования. Если патрон сделан неправильно, это значительно повышает риск поломки резца.

Очень часто у самодельных патронов есть другой недостаток – трудно вынимать и фиксировать заготовку. Это указывает на проблемы с конструкцией. Чтобы сверло, зажатое в патроне, не «било» необходимо изготовить правильно втулку и корпус в определенной последовательности.

Самодельный патрон для токарного станка поможет зафиксировать заготовку и передать ей движение резания. Конструкция не представляет сложностей, а все детали можно найти в мастерской.

Дополнительные приспособления

При точении тонкостенных изделий или работе с хрупкой древесиной используют металлические крепёжные кольца. Имея навык обращения с металлом их можно изготовить и своими руками. Также в паре с кулачками типа C могут использоваться винтовые вставки, вкручивающиеся в предварительно просверленное в детали отверстие. Патроны, предназначенные для решения специфических задач по дереву:

  1. кулачковый с независимой регулировкой – для эксцентрикового точения;
  2. цанговый — зажимает заготовки круглого сечения при стягивании лепестков конической цанги стяжной гайкой. Имеет малый диапазон захвата;
  3. цилиндрический – трубка с тремя и более резьбовыми фиксаторами по окружности; тисочный – для захвата прямоугольных заготовок. Параллельные губки сжимаются винтом;
  4. вакуумный – для чистовой доводки. Работает за счет разницы давления воздуха, создаваемого насосом;
  5. сверлильный – для фиксации сверл. Крепится в пиноль задней бабки.

Комплект поводковых патронов МК2

Как правильно установить и снять?

На станке могут быть установлены резьбовые или фланцевые патроны, всё зависит от его размеров. Первый тип можно использовать на мини-станках. Резьбовой патрон не очень тяжелый, поэтому сборка не является проблемой, просто выровняйте резьбовые части, и свинтите их вместе. Это может сделать один человек без использования инструментов.

Фланцевый вариант патрона может весить более 20 кг. Самым популярным типом является поворотная шайба, установленная под шпинделем.

Установка производится в несколько этапов.

Сначала проверьте состояние патрона и шпинделя, и устраните все неисправности. Биение шпинделя должно быть не более 3 мк.

Машина ставится на нейтральную скорость. Далее устанавливается патрон на монтажное основание. Теперь надо отцентровать патрон.

Установите суппорт к шпинделю на расстоянии примерно 1 см, совместив шпильки с отверстиями во фланце. Затем задняя бабка подается в патрон, направляющая проходит по всей длине между кулачками, затем зажимается.

Следующим шагом патрон насаживается на шпиндель (штифт вставляется в отверстие фланца) и выдвигается пиноль – подвижная втулка бабки.

Затем кулачок разжимается, задняя бабка втягивается, и гайки затягиваются. По окончании работы проверьте биение торца.

Далее рассмотрим, как извлечь патрон автоматического станка по дереву.

Заранее сняв кулачок, выставите направляющую как можно дальше вперед относительно патрона. Закрепите заднюю бабку.

Затем гайки, удерживающие патрон на месте, снимаются одна за другой. Для этого необходимо установить рычаг редуктора на минимальное вращение, чтобы предотвратить изменение положения патрона.

После ослабления первой гайки поверните рычаг на высокую скорость, и поверните патрон в нужное положение.

Втяните пиноль, и медленно отсоедините патрон от фланца шпинделя.

Если патрон весит довольно много, его необходимо поставить на какую-либо опору, затем освободить кулачок, и вынуть направляющую из гнезда. Вот и всё, работа закончена.

Соблюдение правил настройки и эксплуатации станков гарантирует качество результатов обработки заготовок, и обеспечивает длительную бесперебойную работу станка.

Советы по эксплуатации

Правильное использование токарного станка подразумевает следующее.

Регулярная очистка оборудования и регулярное удаление стружки помогут свести к минимуму простои, поломки и брак при токарной обработке. Если техническое обслуживание не проводится систематически, количество поломок оборудования может резко возрасти, долговечность может снизиться, а производственные затраты увеличиться.

Во избежание выхода из строя оборудования, следует регулярно проверять состояние режущих кромок и спинок рабочих инструментов, своевременно затачивать или заменять затупившиеся инструменты.

Все нужные компоненты, такие как масло, охлаждающая жидкость, инструменты, принадлежности токарного станка и крепежи, должны быть соответствующего качества и указанной марки.

Замена неисправных деталей и инструментов, устранение простых неисправностей.

Как выбрать деталь

Оптимальную модель патрона для станка выбирают, руководствуясь комплексной методикой. В первую очередь учитывают технические данные станка и выполняемые операции. Исходя из этого, анализируют следующие параметры.

Рабочий диаметр – специалисты обращают внимание на наружный диаметр устройства и размер доступный для установки на подобном оборудовании. Важен посадочный размер проточки и расположение крепежа.

Конструктивное исполнение – имеет значение способ закрепления заготовки, расположение и число кулачков.

Параметры обрабатываемых деталей – необходимо знать максимальный и минимальный диаметр по валу и отверстию будущей заготовки, вес, длину, конфигурацию. Эти факторы влияют на метод крепления – прямыми или обратными кулачками.

Размер отверстия полого шпинделя под установку заготовки из прутка. А также диапазон частот вращения.

Условия эксплуатации токарного патрона требуют размещения в закрытом помещении, где исключено негативное воздействие природных факторов и агрессивных сред, способных вызвать коррозию.

Токарный патрон является неотъемлемой частью токарного станка и без него механическая обработка невозможна.

Видео по теме: Самодельный токарный патрон

Заключение

Техническая часть токарного ремесла может показаться сложной, особенно непосвящённому человеку. Прочтя нашу статью, вы разобрались, что такое патрон, для чего он нужен, чем отличается и как с ним начать работу.

Возможно, даже попробуете сделать своими руками. Удачи вам в вашем ремесле!

Особенности изготовления

Самодельные токарные станки по дереву своими руками делаются достаточно легко и просто, если знать в принципе, что такое токарный станок и из чего он состоит. Небольшой агрегат с размерами около 80х40 сантиметров в длину и ширину с высотой 35 сантиметров не занимает много места, но позволяет обрабатывать заготовки диаметром до 25 сантиметров и длиной 20-40 сантиметров.

токарный станок своими руками

Токарный станок дает неограниченные возможности в изготовлении посуды, мебели, элементов декора.

Благодаря ему можно изготавливать любые изделие в виде тел вращения для собственного употребления или в ходе постройки и других работ.

Оцените статью
Рейтинг автора
4,8
Материал подготовил
Егор Новиков
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