Фіксація заготовки в токарному верстаті для її подальшої обробки відбувається за допомогою токарного патрона. Цей елемент обладнання може мати різну конструкцію, яка визначається функціональністю і технологічними вимогами.
Призначення та особливості експлуатації
Види токарних патронів
Токарні роботи характеризуються високою швидкістю обертання деталі. Тому до патронам пред'являються особливі вимоги. Вони встановлюються на передню шпиндельну бабку верстата, яка з'єднана з електродвигуном за допомогою коробки передач і роздавальної коробки.
Для вибору оптимальної моделі необхідно знати основні технічні характеристики, якими володіють токарні патрони. Вони багато в чому залежать від токарного верстата, а також переліку виконуваних операцій на ньому. Тому методика вибору повинна бути комплексною.
Існують наступні експлуатаційні та технічні параметри, згідно з якими підбираються токарні патрони для верстатів:
- конструкція. Визначає спосіб фіксації заготовки, кількість затискних елементів, їх розташування і можливість установки декількох деталей;
- робочі діаметри. До них відносяться зовнішній, присоединительного паска, а також розташування і розміри кріпильних отворів;
- характеристики виробу. Діапазон розмірів: максимальний і мінімальний діаметр (зовнішній і внутрішній) в залежності від способу кріплення - на прямих або зворотних кулачках. Враховується максимально допустима маса заготовки;
- діаметр отвору в корпусі. Воно призначене для установки прутка;
- межі частот обертання токарного патрона.
Вироби цього класу відносяться до складних технологічних конструкцій. Для їх виготовлення застосовуються кілька типів матеріалів. Корпус робиться з чавуну спеціальної марки, не нижче СЧ-30. Інші компоненти виготовляються з інструментальної сталі, у якій межа міцності не може бути менше 500 МПа.
Характеристики шорсткості патронів залежать від конкретного компонента. Так, для передньої циліндричної частини цей показник не може бути більше 0,8. Робочі поверхні мають шорсткістю до 1,6.
Класифікація токарних патронів
Цей тип кріплення являє собою втулку, в якій знаходиться кілька осьових прорізів. У них розташовані фіксують пелюстки, кількість яких по-різному і може складати від 3-х до 6-ти штук.
Конструктивно токарний патрон цього типу складається з яка подає цанги, в якій знаходиться втулка з розрізами, що формують пелюстки. Для фіксації заготовки встановлюється цільна затискна цанга з пелюстками пружинного типу. Для збільшення показника зчеплення відбувається зміщення цільної цанги щодо заготовки і пелюсток.
Область застосування токарних патронів цангового типу для верстатів:
- заточка свердел і фрез;
- обробка металевих прутків;
- використання для кріплення заготовки зі зворотним поверхнею.
До недоліків цього типу свердлильних патронів можна віднести відносно невеликі максимальні діаметри деталей, а також неможливість обробляти заготовки з великою масою.
Якщо конфігурація поверхні заготовки не відповідає розмірам цангового патрона - необхідно застосовувати спеціальні вирівнюючі вкладиші.
До недавнього часу були найпопулярнішими типами кріплень в токарних верстатах. Принцип дії заснований на зсуві кулачків з зажимами за допомогою руху двуплечего важеля. Для оптимізації налаштування в конструкції є гідропривід.
Головною характеристикою патронів цього типу є кількість фіксуючих кулачок і ступінь їх зміщення на робочому диску. Налаштування положення заготовки є складним процесом. Особливо якщо необхідна нестандартна обробка.
Способи переналагодження токарного патрона цього типу:
- одночасне зміщення кулачків за допомогою ключа. Він встановлюється в проріз регулювання гідравлічного приводу;
- регулювання кожного кулачка окремо. Ця операція вимагає багато часу і не кожна конструкція токарного патрона типу важеля має таку функцію.
В процесі роботи може спостерігатися незначне люфт деталі під час її обертання. Тому важільні фіксують компоненти верстата застосовуються в основному тільки для чорнової обробки.
Ця модель токарного патрона є вдосконаленою конструкцію вищеописаного важільного механізму. Для забезпечення більшої точності для кожного кулачка є свій пневматичний або механічний привід.
Подібна конструкція застосовується для виконання точних операцій по токарній обробці. Перевагою її експлуатації є можливість зміщення центру заготовки щодо осі обертання. Таким чином можна виготовляти деталі складної форми.
До особливостей роботи з клиновими токарськими патронами можна віднести наступні фактори:
- складність настройки;
- висока точність виставлених параметрів, низький відсоток похибки обробки;
- надійність фіксації за рахунок рівномірного розподілу зусилля тиску на кожному кулачку.
Для токарних верстатів з блоком ЧПУ важлива можливість швидкого перенастроювання. Тому в подібному обладнанні використовуються спеціальні моделі затискних пристроїв, що підключаються до блоку управління.
До матеріалу виготовлення клинових патронів пред'являються особливі вимоги. Найчастіше обробка відбувається на високих оборотах, тому властивості фіксуючого пристрою не повинні змінитися під час виконання цього процесу.
мембранні
Найбільш високими показниками точності фіксації мають мембранні моделі токарних патронів. Мембрани з пружного матеріалу кріпляться до фланця. Після установки заготовки відключається гідропривід і деталь кріпиться за допомогою розширення мембрани.
Для цієї моделі фіксуючого пристрою характерна велика кількість кулачків і низький ступінь затиску. Тому мембранні патрони в основному використовуються для чистової обробки, виконуваної на низьких швидкостях.